BRPI0809638B1 - PREPREGNATED COMPOSITE MATERIAL UNDERSTANDING MULTIFUNCTIONAL AROMATIC EPOXY RESIN AND ITS PRODUCTION METHOD - Google Patents

PREPREGNATED COMPOSITE MATERIAL UNDERSTANDING MULTIFUNCTIONAL AROMATIC EPOXY RESIN AND ITS PRODUCTION METHOD Download PDF

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Abstract

Pre- impregnated composite material (prepreg) is provided that can be molded to form composite parts that have high levels of both strength and damage tolerance without causing any substantial negative impact upon the physical or chemical characteristics of the uncured prepreg or cured part. This is achieved by including in the matrix resin a substantial amount of a multifunctional aromatic epoxy resin that has at least one phenyl group that is meta-substituted.

Description

(54) Título: MATERIAL COMPÓSITO PRE-IMPREGNADO COMPREENDENDO RESINA ÉPOXI AROMÁTICA MULTIFUNCIONAL E SEU MÉTODO DE PRODUÇÃO (51) Int.CI.: C08G 59/38; C08G 59/40; C08G 59/50; C08J 5/24; C08L 63/00; C08L 77/00; C08L 81/06 (30) Prioridade Unionista: 17/04/2007 US 11/787,700 (73) Titular(es): HEXCEL CORPORATION (72) Inventor(es): DAVID TÍLBROOK; DANA BLAIR; MAUREEN BOYLE; PAUL MACKENZIE(54) Title: PRE-IMPREGNATED COMPOSITE MATERIAL UNDERSTANDING MULTIFUNCTIONAL AROMATIC EPOXY RESIN AND ITS PRODUCTION METHOD (51) Int.CI .: C08G 59/38; C08G 59/40; C08G 59/50; C08J 5/24; C08L 63/00; C08L 77/00; C08L 81/06 (30) Unionist Priority: 4/17/2007 US 11 / 787,700 (73) Holder (s): HEXCEL CORPORATION (72) Inventor (s): DAVID TÍLBROOK; DANA BLAIR; MAUREEN BOYLE; PAUL MACKENZIE

1/28 “MATERIAL COMPÓSITO PRÉ-IMPREGNADO COMPREENDENDO1/28 “PRE-IMPREGNATED COMPOSITE MATERIAL UNDERSTANDING

RESINA ÉPOXI AROMÁTICA MULTIFUNCIONAL E SEU MÉTODO DEMULTIFUNCTIONAL AROMATIC EPOXY RESIN AND ITS METHOD OF

PRODUÇÃO”PRODUCTION"

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃOBACKGROUND OF THE INVENTION

1. Campo da Invenção [001]A presente invenção está relacionada de modo geral a material compósito pré-impregnado (prepreg) que é usado na produção de partes compósitas de alta performance. Mais particularmente, a invenção está direcionada a proporcionar prepreg que possa ser curado/moldado para formar partes compósitas possuindo tanto aprimorada resistência e tolerância a danos.1. Field of the Invention [001] The present invention is generally related to prepreg composite material (prepreg) which is used in the production of high performance composite parts. More particularly, the invention is directed to providing prepreg that can be cured / molded to form composite parts having both improved strength and damage tolerance.

2. Descrição da Técnica Relacionada [002]Materiais compósitos são tipicamente composto de uma matriz resinosa contínua e fibras de reforço como os dois constituintes primários. Os materiais compósitos são frequentemente requeridos para atuarem em ambientes exigentes, tal como no âmbito aeroespacial, e portanto, os limites e as características físicas do compósito são de importância crucial. Em particular, quando da determinação de quão leve certas partes de material compósito podem ser, a resistência de tração e seu módulo são fatores importantes.2. Description of the Related Art [002] Composite materials are typically composed of a continuous resinous matrix and reinforcement fibers as the two primary constituents. Composite materials are often required to perform in demanding environments, such as aerospace, and therefore the limits and physical characteristics of the composite are of crucial importance. In particular, when determining how light certain parts of composite material can be, tensile strength and its modulus are important factors.

[003]O material compósito pré-impregnado (prepreg) é usado amplamente na fabricação de partes compósitas. Prepreg é uma combinação de uma matriz resinosa não curada e reforço fibroso, que está em uma forma que está pronta para moldagem e cura na forma da parte compósita final. Pela pré-impregnação do reforço fibroso com resina, o fabricante pode controlar cuidadosamente a quantidade e colocação da resina que é impregnada dentro da malha fibrosa e assegurar que a resina esteja distribuída na malha como o desejado. É bem conhecido que a quantidade relativa de fibras e resina em uma parte compósita e a distribuição da resina dentro da malha fibrosa possuem um grande efeito sobre as propriedades estruturais da parte. O prepreg é um material preferido para uso na fabricação de partes estruturais de sustentação de cargas, particularmente de partes compósitas para[003] The prepreg composite material (prepreg) is used widely in the manufacture of composite parts. Prepreg is a combination of an uncured resin matrix and fibrous reinforcement, which is in a form that is ready for molding and curing in the form of the final composite part. By pre-impregnating the fibrous reinforcement with resin, the manufacturer can carefully control the amount and placement of the resin that is impregnated within the fibrous mesh and ensure that the resin is distributed in the mesh as desired. It is well known that the relative amount of fibers and resin in a composite part and the distribution of the resin within the fibrous mesh have a great effect on the structural properties of the part. Prepreg is a preferred material for use in the manufacture of load-bearing structural parts, particularly composite parts for

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2/28 uso na indústria aeroespacial. É importante que essas partes possuam suficiente resistência, tolerância a danos e outros requisitos que são rotineiramente estabelecidos para tais partes.2/28 use in the aerospace industry. It is important that these parts have sufficient strength, damage tolerance and other requirements that are routinely established for such parts.

[004]Os reforços fibrosos que são comumente usados em prepreg de uso na indústria aeroespacial são tramas estruturais tecidas multidirecionais ou fitas unidirecionais que contêm fibras se estendendo paralelamente umas às outras. As fibras estão tipicamente na forma de maços de numerosas fibras individuais que são referidas como “estopas”. As fibras ou estopas podem ser também picotadas e orientadas randomicamente na resina para formar uma esteira de não-tecido. Essas diversas configurações de reforço fibroso são impregnadas com uma quantidade cuidadosamente controlada de resina não curada. O prepreg resultante é tipicamente colocada entre camadas protetoras e enrolado para armazenamento ou transporte até a unidade industrial de fabricação.[004] The fibrous reinforcements that are commonly used in prepreg for use in the aerospace industry are multidirectional woven structural wefts or unidirectional tapes that contain fibers extending parallel to each other. The fibers are typically in the form of bundles of numerous individual fibers which are referred to as "tow". The fibers or tow can also be perforated and randomly oriented in the resin to form a non-woven mat. These various fibrous reinforcement configurations are impregnated with a carefully controlled amount of uncured resin. The resulting prepreg is typically placed between protective layers and rolled up for storage or transport to the manufacturing plant.

[005]O prepreg pode estar também na forma de segmentos curtos de fita unidirecional picotada que são randomicamente orientadas para formar uma esteira de não-tecido de fita unidirecional picotada. Esse tipo de prepreg é referido como um prepreg “quase-isotrópico picotado”. Prepreg quase-isotrópico picotado é similar ao tradicional prepreg de esteira fibrosa de não-tecido, exceto que os comprimentos curtos da fita unidirecional picotada (lascas) estão randomicamente orientados na esteira preferentemente que as fibras picotadas.[005] The prepreg can also be in the form of short segments of perforated unidirectional tape that are randomly oriented to form a non-woven mat of perforated unidirectional tape. This type of prepreg is referred to as an “almost-isotropic perforated prepreg”. Perforated quasi-isotropic prepreg is similar to the traditional non-woven fibrous mat prepreg, except that the short lengths of the unidirectional perforated tape (splinters) are randomly oriented on the mat rather than the perforated fibers.

[006]A resistência de tração de um material compósito curado é ditada amplamente pelas propriedades individuais da fibra de reforço e da matriz resinosa, bem como da interação entre esses dois componentes. Adicionalmente, a relação volumétrica fibra-resina é um fator importante. Compósitos curados que estejam sob tensão tendem a falhar através de um mecanismo de danos acumulados que surgem a partir de múltiplas rupturas de tensão dos filamentos individuais da fibra nas estopas de reforço. Uma vez os níveis de estresse na resina adjacente às pontas do filamento partido se tornam muito grande, o compósito como um todo falha. Portanto, a resistência da fibra, a resistência da matriz, e a eficiência da dissipação de tenPetição 870180031805, de 19/04/2018, pág. 11/42[006] The tensile strength of a cured composite material is largely dictated by the individual properties of the reinforcing fiber and resinous matrix, as well as the interaction between these two components. Additionally, the fiber-resin volumetric ratio is an important factor. Cured composites that are stressed tend to fail through a mechanism of accumulated damage that arises from multiple stress breaks in the individual fiber filaments in the reinforcement tow. Once the stress levels in the resin adjacent to the ends of the broken filament become too great, the composite as a whole fails. Therefore, the fiber strength, the matrix strength, and the dissipation efficiency of tenPetição 870180031805, of 04/19/2018, p. 11/42

3/28 sões nas vizinhanças das pontas do filamento partido irão contribuir para a resistência de tração de um material compósito curado.3/28 sections in the vicinity of the ends of the broken filament will contribute to the tensile strength of a cured composite material.

[007]Em muitas aplicações, é desejável maximizar a propriedade de resistência de tração do material compósito curado. Entretanto, tentativas para maximizar a resistência de tração pode muitas vezes resultar em efeitos negativos sobre outras propriedades desejáveis, tais como a performance de compressão e tolerância a danos da estrutura compósita. Adicionalmente, tentativas para maximizar a resistência de tração podem ter efeitos imprevisíveis sobre a pega ou sobrevivência do prepreg. A pegajosidade ou aderência do prepreg não curado é comumente referida como “pega”. A pega do prepreg não curado é uma consideração importante durante as operações de disposição das camadas e moldagem. O prepreg com pouca ou nenhuma pega é difícil de transformar em laminados que possam ser moldados para formar partes compósitas estruturalmente fortes. Reciprocamente, o prepreg com muita pega pode ser de difícil manuseio e também difícil de colocar dentro do molde. É desejável que o prepreg possua a quantidade certa de pega para assegurar manuseio fácil e boas características de formação do laminado/moldagem. Em qualquer tentativa para aumentar a resistência e/ou tolerância de danos de um dado material compósito curado, é importante que a pega do prepreg não curado permaneça dentro de limites aceitáveis para garantir o adequado manuseio e moldagem do prepreg.[007] In many applications, it is desirable to maximize the tensile strength property of the cured composite material. However, attempts to maximize tensile strength can often result in negative effects on other desirable properties, such as the compression performance and damage tolerance of the composite structure. Additionally, attempts to maximize tensile strength can have unpredictable effects on the prepreg's grip or survival. The tackiness or adherence of the uncured prepreg is commonly referred to as "tack". The grip of the uncured prepreg is an important consideration during layering and molding operations. Prepreg with little or no handle is difficult to transform into laminates that can be shaped to form structurally strong composite parts. Conversely, the prepreg with a lot of handle can be difficult to handle and also difficult to place inside the mold. It is desirable that the prepreg has the right amount of handle to ensure easy handling and good laminate / molding characteristics. In any attempt to increase the resistance and / or damage tolerance of a given cured composite material, it is important that the handle of the uncured prepreg remains within acceptable limits to ensure proper handling and molding of the prepreg.

[008]A “sobrevivência” do prepreg é o período de temperatura que o prepreg pode ficar exposto às condições ambientais antes de experimentar um inaceitável grau de cura. A sobrevivência pode variar amplamente dependendo de uma variedade de fatores, mas é principalmente controlado pela formulação da resina que está sendo utilizada. A sobrevivência do prepreg deve ser suficientemente longa para permitir que as operações de manuseio normal, disposição das camadas e moldagem sejam conseguidas sem o prepreg experimentar inaceitáveis níveis de cura. Em qualquer tentativa para aumentar a resistência e/ou tolerância a danos de um dado material compósito curado, é importante que a sobrevivência do prepreg não curado permaneça a mais prolongada possível para permitir tempo suficiente para o proPetição 870180031805, de 19/04/2018, pág. 12/42[008] The “survival” of the prepreg is the period of temperature that the prepreg can be exposed to environmental conditions before experiencing an unacceptable degree of cure. Survival can vary widely depending on a variety of factors, but it is mainly controlled by the formulation of the resin being used. The survival of the prepreg must be long enough to allow normal handling, layering and molding operations to be achieved without the prepreg experiencing unacceptable levels of cure. In any attempt to increase the resistance and / or damage tolerance of a given cured composite material, it is important that the survival of the uncured prepreg remains as long as possible to allow sufficient time for the PROPETITION 870180031805, of 19/04/2018, p. 12/42

4/28 cessamento, manuseio e disposição das camadas do prepreg antes da sua cura.4/28 cessation, handling and disposition of the prepreg layers before curing.

[009]O método mais comum de aumentar a performance de tração do compósito é alterar a superfície da fibra a fim de enfraquecer a resistência de colagem entre a matriz e a fibra. Isso pode ser conseguido mediante reduzir a quantidade de tratamento eletro-oxidante da superfície da fibra após a grafitização. A redução da resistência de colagem da fibra na matriz introduz um mecanismo para a dissipação das tensões nas pontas expostas do filamento através do descolamento interfacial. Esse descolamento interfacial proporciona um aumento na quantidade de danos decorrentes de tração que uma parte compósita pode suportar antes de falhar por tensão.[009] The most common method of increasing the tensile performance of the composite is to change the fiber surface in order to weaken the bond strength between the matrix and the fiber. This can be achieved by reducing the amount of electro-oxidant treatment of the fiber surface after graphitization. The reduction of the bond strength of the fiber in the matrix introduces a mechanism for the dissipation of the stresses at the exposed ends of the filament through the interfacial detachment. This interfacial detachment provides an increase in the amount of traction damage that a composite part can withstand before failing with tension.

[010]Alternativamente, a aplicação de um revestimento ou “agente selador” à fibra pode rebaixar a colagem resina-fibra. Essa abordagem é bem conhecida em compósitos de fibra de vidro, mas pode ser também aplicada a compósitos reforçados com fibras de carbono. Com a utilização dessas estratégias, é possível conseguir aumentos significativos na resistência de tração. Todavia, os aperfeiçoamentos são acompanhados por uma redução em propriedades, tais como resistência a compressão pós-impacto (CAI), que requer alta resistência de colagem entre a matriz resinosa e as fibras.[010] Alternatively, the application of a coating or “sealing agent” to the fiber may lower the resin-fiber bond. This approach is well known in fiberglass composites, but it can also be applied to composites reinforced with carbon fibers. Using these strategies, it is possible to achieve significant increases in tensile strength. However, the improvements are accompanied by a reduction in properties, such as resistance to post-impact compression (CAI), which requires high bond strength between the resin matrix and the fibers.

[011]Uma outra abordagem alternativa é utilizar uma matriz de módulo mais baixo. Uma resina que possui módulo mais baixo reduz o nível de estresse que se acumula na vizinhança imediata dos filamentos partidos. Isso é usualmente conseguido ou mediante selecionar resinas com módulo intrinsecamente mais baixos (por exemplo, ésteres de cianato), ou mediante incorporar um ingrediente tal como um elastômero (butadieno-acrilonitrila carbóxi-terminado [CTBN], butadieno-acrilonitrila amino-terminado [ATBN] e semelhantes). Combinações dessas diversas abordagens são também conhecidas.[011] Another alternative approach is to use a lower modulus matrix. A lower modulus resin reduces the level of stress that accumulates in the immediate vicinity of broken filaments. This is usually accomplished either by selecting resins with intrinsically lower modulus (eg cyanate esters), or by incorporating an ingredient such as an elastomer (carbadoxy-terminated butadiene-acrylonitrile [CTBN], amino-terminated butadiene-acrylonitrile [ATBN ] and the like). Combinations of these diverse approaches are also known.

[012]A seleção de resinas de módulos mais baixos pode ser eficaz no aumento da resistência de tração do compósito. Todavia, isso pode resultar numa tendência a danificar a tolerância, que é tipicamente medida por uma redução nas proPetição 870180031805, de 19/04/2018, pág. 13/42[012] The selection of lower module resins can be effective in increasing the tensile strength of the composite. However, this can result in a tendency to damage tolerance, which is typically measured by a reduction in proPetition 870180031805, of 4/19/2018, p. 13/42

5/28 priedades compressivas, cal como resistência de compressão pós-impacto (CAI) e resistência de compressão de furo nu (OHC). Por conseguinte, é muito difícil conseguir um aumento simultâneo em ambos a resistência de tração e de tolerância a danos.5/28 compressive properties, lime as post impact impact resistance (CAI) and naked hole compression resistance (OHC). It is therefore very difficult to achieve a simultaneous increase in both tensile strength and damage tolerance.

[013]Embora os prepregs existentes sejam bem adequados para o uso pretendido em proporcionar partes compósitas que sejam fortes e tolerantes a danos, existe ainda uma continuada necessidade quanto a proporcionar prepregs que possam ser usados para produzir partes compósitas que possuam níveis ainda maiores de ambos resistência e de tolerância a danos. Todavia, esse aumento na resistência e de tolerância a danos precisa ser conseguido sem influenciar negativamente a pega e a sobrevivência do prepreg, bem como as demais propriedades físicas da estrutura compósita curada.[013] While existing prepregs are well suited for their intended use in providing composite parts that are strong and tolerant of damage, there is still a continuing need to provide prepregs that can be used to produce composite parts that have even higher levels of both. resistance and damage tolerance. However, this increase in resistance and damage tolerance needs to be achieved without negatively influencing the prepreg's grip and survival, as well as the other physical properties of the cured composite structure.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO [014]De acordo com a presente invenção, material compósito préimpregnado (prepreg) é provido o qual pode ser moldado para formar partes compósitas que possuem altos níveis de ambos resistência e de tolerância a danos. Isto é conseguido sem provocar qualquer impacto substancialmente negativo sobre as propriedades físicas ou químicas do prepreg não curado ou da parte compósita curada.SUMMARY OF THE INVENTION [014] According to the present invention, pre-impregnated composite material (prepreg) is provided which can be molded to form composite parts that have high levels of both resistance and damage tolerance. This is achieved without causing any substantially negative impact on the physical or chemical properties of the uncured prepreg or the cured composite part.

[015]Os materiais compósitos pré-impregnados da presente invenção são compostos de fibras de reforço e uma matriz. A matriz inclui uma resina epóxi difuncional em combinação com uma resina epóxi aromática multifuncional com uma funcionalidade maior que dois em que a resina epóxi aromática multifuncional possui pelo menos um grupo fenila que está meta-substituído. A matriz adicionalmente inclui partículas de termoplásticos, um agente de endurecimento termoplástico e um agente de cura.[015] The pre-impregnated composite materials of the present invention are composed of reinforcing fibers and a matrix. The matrix includes a difunctional epoxy resin in combination with a multifunctional aromatic epoxy resin with a functionality greater than two in which the multifunctional aromatic epoxy resin has at least one phenyl group that is meta-substituted. The matrix additionally includes thermoplastic particles, a thermoplastic curing agent and a curing agent.

[016]A presente invenção também abrange métodos para produzir o prepreg e métodos para a moldagem do prepreg na forma de uma ampla variedade de partes compósitas. A invenção também abrange as partes compósitas que são produziPetição 870180031805, de 19/04/2018, pág. 14/42[016] The present invention also encompasses methods for producing the prepreg and methods for molding the prepreg in the form of a wide variety of composite parts. The invention also encompasses the composite parts that are produced petition 870180031805, of 04/19/2018, p. 14/42

6/28 das utilizando o prepreg aperfeiçoado.6/28 das using the improved prepreg.

[017]Foi descoberto que a seleção e a combinação dos componentes da presente invenção resulta na formação de um prepreg que pode ser moldado para formar partes compósitas que possuem ambos aprimorada resistência de tração e resistência de compressão pós-impacto (CAI) em comparação aos sistemas convencionais.[017] It has been discovered that the selection and combination of the components of the present invention results in the formation of a prepreg that can be molded to form composite parts that have both improved tensile strength and post-impact compression strength (CAI) compared to conventional systems.

[018]Adicionalmente, foi inesperadamente descoberto que os benefícios da aprimorada resistência de tração e resistência CAI podem ser obtidas sem influenciar substancialmente outras propriedades físicas desejadas do prepreg (por exemplo, pega e sobrevivência) ou do resultante material compósito curado (por exemplo, colagem matriz-fibra, tolerância a danos, dissipação das tensões, performance de compressão e semelhantes).[018] Additionally, it has been unexpectedly discovered that the benefits of improved tensile strength and CAI strength can be obtained without substantially influencing other desired physical properties of the prepreg (eg, grip and survival) or the resulting cured composite material (eg, bonding fiber matrix, damage tolerance, stress dissipation, compression performance and the like).

[019]As características descritas acima e muitas outras características e vantagens pretendidas da presente invenção se tornarão melhor compreendidas mediante referência à descrição detalhada apresentada adiante.[019] The features described above and many other intended features and advantages of the present invention will be better understood by reference to the detailed description presented below.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO [020]Os materiais compósitos pré-impregnados (prepreg) da presente invenção podem ser usados como uma substituição para o prepreg existente que esteja sendo utilizado para formar partes compósitas na indústria de uso aeroespacial e em qualquer outra aplicação onde alta resistência estrutural e tolerância a danos seja requerido. A invenção envolve a substituição pelas formulações de resina da presente invenção em lugar das resinas existentes que estão sendo utilizadas para produzir o prepreg. Por conseguinte, as formulações de resina da presente invenção são adequadas para uso em qualquer dos processos convencionais de fabricação de prepreg e processos de cura.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [020] The pre-impregnated composite materials (prepreg) of the present invention can be used as a replacement for the existing prepreg being used to form composite parts in the aerospace industry and in any other application where high strength structural and damage tolerance is required. The invention involves replacing the resin formulations of the present invention in place of the existing resins being used to produce the prepreg. Accordingly, the resin formulations of the present invention are suitable for use in any of the conventional prepreg manufacturing and curing processes.

[021]Os materiais compósitos pré-impregnados da presente invenção são, como todos os prepreg convencionais, compostos de fibras de reforço e uma matriz não curada. As fibras de reforço podem ter qualquer das configurações convencionais de fibras que sejam usadas na indústria de prepreg. Entretanto, a matriz se[021] The pre-impregnated composite materials of the present invention are, like all conventional prepregs, composed of reinforcing fibers and an uncured matrix. Reinforcement fibers can have any of the conventional fiber configurations that are used in the prepreg industry. However, the matrix

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7/28 afasta da prática convencional da indústria de prepreg. Especificamente, a matriz inclui uma resina epóxi difuncional em combinação com uma resina epóxi aromática multifuncional com uma funcionalidade maior que dois em que a resina epóxi aromática multifuncional possui pelo menos um grupo fenila que está meta-substituído. A matriz adicionalmente inclui partículas de termoplásticos, um agente de endurecimento do termoplástico e um agente de cura.7/28 departs from the conventional practice of the prepreg industry. Specifically, the matrix includes a difunctional epoxy resin in combination with a multifunctional aromatic epoxy resin with a functionality greater than two in which the multifunctional aromatic epoxy resin has at least one phenyl group that is meta-substituted. The matrix additionally includes thermoplastic particles, a thermoplastic curing agent and a curing agent.

[022]Foi descoberto que o uso de uma resina epóxi com uma funcionalidade maior que dois possuindo pelo menos um anel fenila meta-substituído em sua cadeia principal em lugar das resinas glicidil amina para-substituídas, que são convencionalmente usadas nas matrizes de produção de prepreg para a indústria aeroespacial, conferem maior tenacidade ao material compósito, bem como aumenta o módulo da resina base. Isso dá surgimento a uma etapa de alteração na performance de compressão pós-impacto (CAI). De modo surpreendente, as resinas de matriz da presente invenção também conferem uma resistência de tração muito alta (por exemplo, resistência de tração de furo nu - OHT) ao material compósito.[022] It has been discovered that the use of an epoxy resin with a functionality greater than two having at least one meta-substituted phenyl ring in its main chain in place of the para-substituted glycidyl amine resins, which are conventionally used in the production matrices of prepreg for the aerospace industry, give the composite material greater toughness, as well as increasing the modulus of the base resin. This gives rise to a stage of change in the performance of post-impact compression (CAI). Surprisingly, the matrix resins of the present invention also impart a very high tensile strength (e.g. bare hole tensile strength - OHT) to the composite material.

[023]A resina epóxi difuncional usada para formar a matriz pode ser qualquer resina epóxi difuncional adequada. Será entendido que isso inclui quaisquer resinas epóxi adequadas que possuam dois grupos funcionais epóxi. A resina epóxi difuncional pode estar saturada, insaturada, cicloalifática, alicíclica ou heterocíclica.[023] The difunctional epoxy resin used to form the matrix can be any suitable difunctional epoxy resin. It will be understood that this includes any suitable epoxy resins having two epoxy functional groups. The difunctional epoxy resin can be saturated, unsaturated, cycloaliphatic, alicyclic or heterocyclic.

[024]Resinas epóxi difuncionais, a título de exemplo, incluem aquelas baseadas em: éter diglicidílico do Bisfenol F, Bisfenol A (opcionalmente bromados), fenol e cresol epóxi novolacs, éteres de adutores fenol-aldeído glicidílicos, éteres de dióis alifáticos glicidílicos, éter diglicidílico, éter de dietileno glicol diglicidílico, Epikote, Epon, resinas epóxi aromáticas, éteres alifáticos poliglicidílicos, olefinas epoxidadas, resinas bromadas, glicidil aminas aromáticas, glicidil imidinas e amidas heterocíclicas, éteres glicidílicos, resinas epóxi fluoradas, ou qualquer combinação desses mencionados. A resina epóxi difuncional é preferivelmente selecionada de éter diglicidílico do bisfenol F, éter diglicidílico do bisfenol A, diglicidil diidróxi naftaleno, ou qualquer combinação desses mencionados. Muito preferido é o éter[024] Difunctional epoxy resins, for example, include those based on: Bisphenol F diglycidyl ether, Bisphenol A (optionally brominated), phenol and cresol epoxy novolacs, glycidyl phenol-aldehyde adduct ethers, glycidyl diol ethers, diglycidyl ether, diglycidyl diethylene glycol ether, Epikote, Epon, aromatic epoxy resins, polyglycidyl aliphatic ethers, epoxidated olefins, brominated resins, aromatic glycidyl amines, glycidyl imidines and heterocyclic amides, any of these glycidylated or hydroxy etheric compounds. The difunctional epoxy resin is preferably selected from diglycidyl ether of bisphenol F, diglycidyl ether from bisphenol A, diglycidyl dihydroxy naphthalene, or any combination thereof. Most preferred is ether

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8/28 diglicidílico do bisfenol F. Éter diglicidílico do bisfenol F é comercialmente disponível da Huntsman Advanced Materials (Brewster, NY) sob os nomes comerciais de8/28 diglycidyl bisphenol F. Diglycidyl ether bisphenol F is commercially available from Huntsman Advanced Materials (Brewster, NY) under the trade names of

Araldite GY281 e GY285. A resina epóxi difuncional pode ser usada sozinha ou em qualquer combinação adequada.Araldite GY281 and GY285. The difunctional epoxy resin can be used alone or in any suitable combination.

[025]A resina epóxi difuncional está presente na faixa de 10 %p a 40 %p da matriz resinosa. Preferivelmente, a resina epóxi difuncional está presente na faixa de 15 %p a 35 %p. Mais preferivelmente, a resina epóxi difuncional está presente na faixa de 22 %p a 28 %p.[025] The difunctional epoxy resin is present in the range of 10% w to 40% w of the resin matrix. Preferably, the difunctional epoxy resin is present in the range of 15% w to 35% w. More preferably, the difunctional epoxy resin is present in the range of 22% w to 28% w.

[026]O segundo componente da matriz é uma resina epóxi com uma funcionalidade maior que dois que possui pelo menos um anel fenila meta-substituído em sua cadeia principal. Será entendido que isso inclui resinas epóxi possuindo uma funcionalidade grupo epóxi maior que dois. Resinas epóxi multifuncionais preferidas são aquelas que são trifuncionais ou tetrafuncionais. Muito preferivelmente, a resina epóxi multifuncional é trifuncional.[026] The second component of the matrix is an epoxy resin with a functionality greater than two that has at least one meta-substituted phenyl ring in its main chain. It will be understood that this includes epoxy resins having an epoxy group functionality greater than two. Preferred multifunctional epoxy resins are those that are trifunctional or tetrafunctional. Most preferably, the multifunctional epoxy resin is tri-functional.

[027]Uma resina epóxi trifuncional será entendido como possuindo os três grupos epóxi substituídos ou diretamente ou indiretamente em uma meta-orientação no anel fenila na cadeia principal do composto. Uma resina epóxi tetrafuncional será entendida como possuindo os quatro grupos epóxi substituídos ou diretamente ou indiretamente em uma meta-orientação no anel fenila na cadeia principal do composto.[027] A trifunctional epoxy resin will be understood to have the three epoxy groups substituted either directly or indirectly in a meta-orientation on the phenyl ring in the main chain of the compound. A tetrafunctional epoxy resin will be understood to have the four epoxy groups substituted either directly or indirectly in a meta-orientation on the phenyl ring in the main chain of the compound.

[028]É também vislumbrado que o anel fenila pode estar opcionalmente substituído com outros grupos substituintes não-epóxi adequados. Adequados grupos substituintes incluem, a título de exemplo, hidrogênio, radicais hidroxila, alquila, alquenila, alquinila, alcoxila, arila, ariloxila, aralquiloxila, aralquila, halo, nitro ou ciano. Grupos substituintes não-epóxi adequados podem estar ligados ao anel fenila nas posições para ou orto, ou ligados numa posição meta não ocupada por um grupo epóxi. Resinas epóxi tetrafuncionais adequadas incluem N,N,N',N'-tetraglicidil-mxilenodiamina (comercialmente disponível da Mitsubishi Gas Chemical Company (New York, New York) sob o nome comercial Tetrad-X), e Erisys GA-240 (da CVC[028] It is also envisioned that the phenyl ring may be optionally substituted with other suitable non-epoxy substituent groups. Suitable substituent groups include, by way of example, hydrogen, hydroxyl radicals, alkyl, alkenyl, alkynyl, alkoxy, aryl, aryloxy, aralkyloxy, aralkyl, halo, nitro or cyano. Suitable non-epoxy substituent groups can be attached to the phenyl ring in the para or ortho positions, or linked in a meta position not occupied by an epoxy group. Suitable tetrafunctional epoxy resins include N, N, N ', N'-tetraglycidyl-mxylenediamine (commercially available from Mitsubishi Gas Chemical Company (New York, New York) under the trade name Tetrad-X), and Erisys GA-240 (from CVC

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Chemicals, Moorestown, New Jersey). Resinas epóxi trifuncionais adequadas incluem, a título de exemplo, aquelas baseadas em Bisfenol F, Bisfenol A (opcionalmente bromada), fenol e cresol epóxi novolacs, éteres glicidílicos de adutores fenol-aldeído, resinas epóxi aromáticas, éteres dialifáticos triglicidílicos, éteres alifáticos poliglicidílicos, olefinas epoxidadas, resinas bromadas, glicidil aminas aromáticas, glicidil imidinas e amidas heterocíclicas, éteres glicidílicos, resinas epóxi fluoradas, ou qualquer combinação desses mencionados.Chemicals, Moorestown, New Jersey). Suitable trifunctional epoxy resins include, by way of example, those based on Bisphenol F, Bisphenol A (optionally brominated), phenol and cresol epoxy novolacs, glycidyl ethers of phenol-aldehyde adductors, aromatic epoxy resins, triglycidic diallytic ethers, polyglycidyl ethers, poly aliphatic ethers epoxidated olefins, brominated resins, aromatic glycidyl amines, glycidyl imidines and heterocyclic amides, glycidyl ethers, fluorinated epoxy resins, or any combination thereof.

[029]Uma preferida resina epóxi trifuncional é a triglicidil meta-aminofenol. Triglicidil meta-aminofenol é comercialmente disponível da Huntsman Advanced Materials sob o nome comercial Araldite MY0600, e da Sumitomo Chemical Co. (Osaka, Japan) sob o nome comercial ELM- 120.[029] A preferred trifunctional epoxy resin is triglycidyl meta-aminophenol. Triglycidyl meta-aminophenol is commercially available from Huntsman Advanced Materials under the trade name Araldite MY0600, and from Sumitomo Chemical Co. (Osaka, Japan) under the trade name ELM-120.

[030]A resina epóxi com uma funcionalidade maior que dois possuindo pelo menos um anel fenila meta-substituído em sua cadeia principal está presente na faixa de 15 %p a 45 %p da matriz resinosa. Preferivelmente, a resina epóxi metasubstituída está presente na faixa de 20 %p a 40 %p. Muito preferido são resinas de matriz em que o multifuncional epóxi meta-substituído está presente na faixa de 25 %p a 30 %p.[030] The epoxy resin with a functionality greater than two having at least one meta-substituted phenyl ring in its main chain is present in the range of 15% w to 45% w of the resin matrix. Preferably, the meta-substituted epoxy resin is present in the range of 20% w to 40% w. Most preferred are matrix resins in which the meta-substituted epoxy multifunctional is present in the range of 25% w to 30% w.

[031]A matriz resinosa pode incluir uma ou mais resinas epóxi multifuncionais adicionalmente à requerida resina epóxi multifuncional meta-substituída. Adicionais resinas epóxi são aquelas que possuem uma funcionalidade epóxi de pelo menos três, e que não possuem um anel fenila em suas cadeias principais que está meta-substituído com um grupo epóxi. As adicionais resinas epóxi multifuncionais opcionais podem ser saturadas, insaturadas, cicloalifáticas, alicíclicas ou heterocíclicas.[031] The resin matrix may include one or more multifunctional epoxy resins in addition to the required meta-substituted multifunctional epoxy resin. Additional epoxy resins are those that have an epoxy functionality of at least three, and that do not have a phenyl ring in their main chains that is meta-substituted with an epoxy group. Additional optional multifunctional epoxy resins can be saturated, unsaturated, cycloaliphatic, alicyclic or heterocyclic.

[032]Adequadas resinas epóxi multifuncionais adicionais incluem, a título de exemplo, aquelas baseadas em éteres de adutores fenol-aldeído glicidílicos, resinas epóxi aromáticas, éteres dialifáticos triglicidílicos, éteres alifáticos poliglicidílicos, olefinas epoxidadas, resinas bromadas, glicidil aminas aromáticas, glicidil imidinas e amidas heterocíclicas, éteres glicidílicos, resinas epóxi fluoradas, ou qualquer comPetição 870180031805, de 19/04/2018, pág. 18/42[032] Suitable additional multifunctional epoxy resins include, by way of example, those based on ethers of glycidyl phenol-aldehyde adductors, aromatic epoxy resins, triglycidyl dialiphatic ethers, polyglycidyl aliphatic ethers, epoxidized olefins, brominated amine, glycidyl amine, glycidyl amine, glycidyl amine and heterocyclic amides, glycidyl ethers, fluorinated epoxy resins, or any other competition 870180031805, of 04/19/2018, p. 18/42

10/28 binação desses mencionados.10/28 combination of those mentioned.

[033]Exemplos específicos de adequada resina epóxi multifuncional adicional incluem, a título de exemplo, N,N,N',N'-tetraglicidil-4,4'-diaminodifenil metano (TGDDM disponível comercialmente como Araldite MY720 e MY721 da Huntsman Advanced Materials, ou ELM 434 da Sumitomo), éter de para-aminofenol triglicidílico (disponível comercialmente como Araldite MY 0500 ou MY 0510 da Huntsman Advanced Materials), resinas epóxi de base diciclopentadieno tal como Tactix 556 (comercialmente disponível da Huntsman Advanced Materials), tris-(hidroxil fenil), e resina epóxi de base metano tal como Tactix 742 (comercialmente disponível da Huntsman Advanced Materials). Outras adequadas resinas epóxi multifuncionais incluem DEN 438 (from Dow Chemicals, Midland, MI), DEN 439 (from Dow Chemicals), Araldite ECN 1273 (da Huntsman Advanced Materials), e Araldite ECN 1299 (da Huntsman Advanced Materials).[033] Specific examples of suitable additional multifunctional epoxy resin include, by way of example, N, N, N ', N'-tetraglycidyl-4,4'-diaminodiphenyl methane (TGDDM commercially available as Araldite MY720 and MY721 from Huntsman Advanced Materials , or ELM 434 from Sumitomo), triglycidyl para-aminophenol ether (commercially available as Araldite MY 0500 or MY 0510 from Huntsman Advanced Materials), dicyclopentadiene based epoxy resins such as Tactix 556 (commercially available from Huntsman Advanced Materials), tris- (phenyl hydroxyl), and methane-based epoxy resin such as Tactix 742 (commercially available from Huntsman Advanced Materials). Other suitable multifunctional epoxy resins include DEN 438 (from Dow Chemicals, Midland, MI), DEN 439 (from Dow Chemicals), Araldite ECN 1273 (from Huntsman Advanced Materials), and Araldite ECN 1299 (from Huntsman Advanced Materials).

[034]As adicionais resinas epóxi multifuncionais podem ser usadas sozinhas ou em qualquer combinação adequada. A(s) adicional(s) resina(s) epóxi multifuncional(s), se presente, deverão estar na faixa de 0,1 %p a 20 %p da matriz resinosa. Preferivelmente, a(s) resina(s) epóxi multifuncional(s) está(estão) presentes na faixa de 1 %p a 15 %p. Mais preferivelmente, a(s) resina(s) epóxi multifuncional(s) está(estão) presentes na faixa de 5 %p a 10 %p.[034] The additional multifunctional epoxy resins can be used alone or in any suitable combination. The additional multifunctional epoxy resin (s), if present, should be in the range of 0.1% w to 20% w of the resin matrix. Preferably, the multifunctional epoxy resin (s) is (are) present in the range of 1% w to 15% w. More preferably, the multifunctional epoxy resin (s) is (are) present in the range of 5% w to 10% w.

[035]A matriz do prepreg de acordo com a presente invenção também inclui partículas insolúveis de termoplásticos. O termo partículas insolúveis de termoplásticos’ como usado aqui significa qualquer material adequado que seja termoplástico e em uma forma de pó, forma atomizada, ou forma de partícula e que permaneça substancialmente em forma particulada na matriz da resina do prepreg antes da cura. As partículas insolúveis de termoplásticos podem experimentar alguma fusão quando a temperatura da matriz é aumentada durante a cura. Todavia, as partículas substancialmente se reformam e permanecem em forma particulada na matriz curada final.[035] The prepreg matrix according to the present invention also includes insoluble particles of thermoplastics. The term insoluble thermoplastic particles' as used herein means any suitable material that is thermoplastic and in a powder form, atomized form, or particle form and that remains substantially in particulate form in the prepreg resin matrix prior to curing. Insoluble particles of thermoplastics may experience some melting when the matrix temperature is increased during curing. However, the particles substantially reform and remain in particulate form in the final cured matrix.

[036]As partículas insolúveis de termoplásticos são polímeros, que podem[036] Insoluble thermoplastic particles are polymers, which can

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11/28 estar na forma de homopolímeros, copolímeros de bloco, copolímeros de enxerto, ou terpolímeros. As partículas insolúveis de termoplásticos podem ser resinas termoplásticas possuindo ligações simples ou múltiplas selecionadas de ligações carbonocarbono, ligações carbono-oxigênio, ligações silício-oxigênio e ligações carbonoenxofre. Uma ou mais unidades de repetição pode estar presente no polímero que incorpora as frações seguintes dentro de um ou outro da cadeia polimérica principal ou de cadeias laterais pendentes da cadeia polimérica principal: frações amida, frações imida, frações éster, frações éter, frações carbonato, frações uretano, frações tioéter e frações carbonila. O termoplástico pode ter também uma estrutura parcialmente reticulada. Ele pode ser ainda ou cristalino ou amorfo ou parcialmente cristalino.11/28 be in the form of homopolymers, block copolymers, graft copolymers, or terpolymers. The insoluble particles of thermoplastics can be thermoplastic resins having single or multiple bonds selected from carbonocarbon bonds, carbon-oxygen bonds, silicon-oxygen bonds and carbon-sulfur bonds. One or more repeating units may be present in the polymer which incorporates the following fractions within one or the other of the main polymer chain or pendant side chains of the main polymer chain: amide fractions, imide fractions, ester fractions, ether fractions, carbonate fractions, urethane fractions, thioether fractions and carbonyl fractions. The thermoplastic may also have a partially cross-linked structure. It can be either crystalline or amorphous or partially crystalline.

[037]Adequados exemplos de partículas insolúveis de termoplásticos incluem, a título de exemplo, poliamidas, policarbonatos, poliacetal, óxidos de polifenileno, sulfetos de polifenileno, poliarilatos, poliéteres, poliésteres, poliimidas, poliamidoimidas, poliéter imidas, poliuretanos, poliéter e poliéter cetonas.[037] Suitable examples of insoluble thermoplastic particles include, by way of example, polyamides, polycarbonates, polyacetal, polyphenylene oxides, polyphenylene sulfides, polyarylates, polyethers, polyesters, polyimides, polyamidoimides, imide polyethers, polyether and polyether and polyether. .

[038]As partículas insolúveis de termoplásticos podem ser escolhidas, a título de exemplo, a partir de poliamida 6 (caprolactama - PA6), poliamida 12 (laurolactama - PA 12), poliamida 11 ou qualquer combinação desses mencionados. Partículas insolúveis de termoplásticos preferidas são partículas poliamida que possuem um ponto de fusão entre cerca de 150 °C e 250 °C. As partículas devem ter tamanhos de partícula abaixo de 100 micra. É preferido que o tamanho médio de partícula seja em torno de 20 micra. Adequadas partículas poliamida são comercialmente disponíveis da Arkema da França, sob o nome comercial Orgasol.[038] Insoluble thermoplastic particles can be chosen, for example, from polyamide 6 (caprolactam - PA6), polyamide 12 (laurolactam - PA 12), polyamide 11 or any combination of these mentioned. Preferred insoluble particles of thermoplastics are polyamide particles that have a melting point between about 150 ° C and 250 ° C. The particles must have particle sizes below 100 microns. It is preferred that the average particle size is around 20 microns. Suitable polyamide particles are commercially available from France's Arkema, under the trade name Orgasol.

[039]As partículas insolúveis de termoplásticos estão presentes na faixa de 35 %p a 1 %p da matriz. Preferivelmente, as partículas insolúveis de termoplásticos estão presentes na faixa de 20 %p a 5 %p. Mais preferivelmente, as partículas insolúveis de termoplásticos estão presentes na faixa de 20 %p a 10 %p. De modo muito preferido, as partículas insolúveis de termoplásticos estão presentes na faixa de 10 %p a 15 %p da matriz.[039] Insoluble particles of thermoplastics are present in the range of 35% w to 1% w of the matrix. Preferably, insoluble thermoplastic particles are present in the range of 20% w to 5% w. More preferably, insoluble thermoplastic particles are present in the range of 20% w to 10% w. Most preferably, insoluble thermoplastic particles are present in the range of 10% w to 15% w of the matrix.

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12/28 [040]A fim de conseguir aprimoramentos adicionais na tolerância a danos (CAI) e na resistência de tração de furo nu, é preferido que pelo menos parte das partículas insolúveis de termoplásticos, que são preferivelmente partículas de poliamida, possuam pontos de fusão que estejam abaixo da temperatura de cura do prepreg (tipicamente de 180°C) e que tais partículas de baixo ponto de fusão sejam usadas sozinhas ou em combinação com partículas de poliamida com pontos de fusão mais altos.12/28 [040] In order to achieve further improvements in damage tolerance (CAI) and bare hole tensile strength, it is preferred that at least part of the insoluble particles of thermoplastics, which are preferably polyamide particles, have melts that are below the curing temperature of the prepreg (typically 180 ° C) and that such low melting particles are used alone or in combination with higher melting polyamide particles.

[041]Partículas poliamida chegam numa variedade de graus que possuem diferentes temperaturas de fusão dependendo da poliamida em particular, grau de copolimerização e polimerização e grau de cristalinidade. Partículas que contêm poliamida 6 (P A6) têm tipicamente pontos de fusão acima das típicas temperaturas de cura do prepreg. Por conseguinte, ocorre pouca ou nenhuma dissolução das partículas de PA6 durante a cura. O Orgasol 1002 D NAT1 (100% PA6) com um ponto de fusão de 2170C (DSC) e tamanho de partículas de 20 micra é um exemplo de tais partículas poliamida de alto ponto de fusão. Por outro lado, as partículas de poliamida 12 (PA 12) e copolímeros de PA6 e PA 12 possuem temperaturas de fusão que estão geralmente abaixo d típica temperatura de cura para prepregs epóxi. Esses tipos de partículas de baixo ponto de fusão experimentam substancialmente fusão nas temperaturas de cura e são reformadas em partículas à medida que o compósito curado é resfriado.[041] Polyamide particles arrive in a variety of degrees that have different melting temperatures depending on the particular polyamide, degree of copolymerization and polymerization and degree of crystallinity. Particles containing polyamide 6 (P A6) typically have melting points above typical prepreg curing temperatures. Therefore, little or no dissolution of the PA6 particles occurs during curing. The NAT1 Orgasol 1002 D (100% PA6) with a melting point of 217 0 C (DSC) and particle size of 20 microns is an example of polyamide particles such high melting point. On the other hand, polyamide 12 (PA 12) particles and copolymers of PA6 and PA 12 have melting temperatures that are generally below the typical curing temperature for epoxy prepregs. These types of low melting particles experience substantially melting at curing temperatures and are reformed into particles as the cured composite is cooled.

[042]Preferidas partículas poliamida são partículas PA6 e partículas que são copolímeros de PA6 e PA 12. For exemplo Orgasol 3502 D NAT 1 é um copolímero de 50% PA12 e 50% PA 6 que tem um ponto de fusão de 1420C com tamanho médio de partículas que varia em torno de 20 micra. Como um exemplo adicional, Orgasol CG 199 de grau crescimento é um copolímero de 80% PA 12 e 20% PA6 que tem um ponto de fusão de 1600C com tamanho médio de partículas que varia em torno de 20 micra. Como um outro exemplo, Orgasol 3801 DNAT1 é um copolímero de PA 12 e PA6 que tem um ponto de fusão de 160 °C, tamanho de partícula 20 micra e um peso molecular maior que CG199. O peso molecular do Orgasol 3801[042] Preferred particles are polyamide PA6 particles and particles which are copolymers of PA6 and PA 12. For example Orgasol 3502 D NAT 1 is a copolymer of 50% PA12 and 50% PA 6 having a melting point of 142 0 C with average particle size that varies around 20 microns. As a further example, Orgasol CG 199 degree growth is a copolymer of 80% PA 12 and 20% PA6 having a melting point of 160 0 C with an average particle size ranging from about 20 microns. As another example, Orgasol 3801 DNAT1 is a copolymer of PA 12 and PA6 that has a melting point of 160 ° C, particle size 20 microns and a molecular weight greater than CG199. The molecular weight of Orgasol 3801

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13/2813/28

DNAT1 é comparável ao Orgasol 1002 DNAT1. Orgasol CG213 é uma outra partícula copolímero preferida que contém 80% PA 12 e 20% PA6, tem um ponto de fusão de 160 °C, tamanhos de partículas em torno de 20 micra e um peso molecular maior que o do Orgasol CG199. O uso do Orgasol CG 199 ou CG213 por eles próprios não é preferido devido a uma redução na CAI apesar do OHT aumentar. Por conseguinte, é preferido que o Orgasol CG199 ou CG213 seja combinado partículas poliamida de pontos de fusão mais altos.DNAT1 is comparable to Orgasol 1002 DNAT1. Orgasol CG213 is another preferred copolymer particle that contains 80% PA 12 and 20% PA6, has a melting point of 160 ° C, particle sizes around 20 microns and a higher molecular weight than Orgasol CG199. The use of Orgasol CG 199 or CG213 by themselves is not preferred due to a reduction in CAI despite the increase in OHT. It is therefore preferred that Orgasol CG199 or CG213 is combined with polyamide particles of higher melting points.

[043]Os acima identificados homopolímero poliamida e partículas copolímero podem ser incluídos na matriz sozinhos ou em combinação. Entretanto, é preferido que seja usada uma mistura de partículas poliamida que inclui um componente poliamida de alto ponto de fusão (isto é temperatura de fusão acima da temperatura de cura para o prepreg) e um componente poliamida de baixo ponto de fusão (isto é temperatura de fusão abaixo da temperatura de cura para o prepreg). Entretanto, as quantidades relativas de partículas de alto e de baixo ponto de fusão podem ser variadas, se desejado. Foi descoberto que pela utilização de pelo menos parte de partículas poliamida de baixo ponto de fusão (copolímero de PA6 e PA 12), é possível obter intercalação de módulo baixo sem influenciar o módulo da resina base, e adicionalmente sem comprometer a plena resistência a água do compósito sob condições molhadas relativamente aos efeitos da umidade.[043] The above identified polyamide homopolymer and copolymer particles can be included in the matrix alone or in combination. However, it is preferred that a mixture of polyamide particles is used which includes a high melting point polyamide component (ie melting temperature above the curing temperature for the prepreg) and a low melting point polyamide component (ie temperature melting temperature below the curing temperature for the prepreg). However, the relative amounts of high and low melting point particles can be varied, if desired. It was discovered that by using at least part of low melting polyamide particles (copolymer of PA6 and PA 12), it is possible to obtain low modulus intercalation without influencing the base resin modulus, and additionally without compromising full water resistance of the composite under wet conditions in relation to the effects of moisture.

[044]A resina da matriz do prepreg inclui pelo menos um agente de cura. Adequados agentes de cura são aqueles que facilitam a cura dos compostos epóxifuncional da invenção e, particularmente, facilitam a polimerização por abertura do anel de tais compostos epóxi. Em uma modalidade particularmente preferida, tais agentes de cura incluem aqueles compostos que polimerizam com o composto ou compostos epóxi-funcional, na sua polimerização por abertura do anel. Dois ou mais dos tais agentes de cura podem ser usados em combinação.[044] The prepreg matrix resin includes at least one curing agent. Suitable curing agents are those which facilitate the curing of the epoxy-functional compounds of the invention and, in particular, facilitate the polymerization by opening the ring of such epoxy compounds. In a particularly preferred embodiment, such curing agents include those compounds which polymerize with the compound or epoxy-functional compounds, in their polymerization by ring opening. Two or more of such curing agents can be used in combination.

[045]Adequados agentes de cura incluem anidridos, particularmente anidridos policarboxílicos, tal como anidrido nádico (NA), anidrido metilnádico (MNA disponível da Aldrich), anidrido ftálico, anidrido tetraidroftálico, anidrido[045] Suitable curing agents include anhydrides, particularly polycarboxylic anhydrides, such as naic anhydride (NA), methylnadic anhydride (MNA available from Aldrich), phthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, anhydride

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14/28 hexaidroftálico (HHPA - disponível da Anhydrides and Chemicals Inc., Newark, NJ.), anidrido metiltetraidroftálico (MTHPA - disponível da Anhydrides and Chemicals Inc.), anidrido metilexaidroftálico (MHHPA - disponível da Anhydrides and Chemicals Inc.), anidrido endometilenotetraidroftálico, anidrido hexacloroendometilenotetraidroftálico (Anidrido Clorentico - disponível da Velsicol Chemical Corporation, Rosemont, 111.), anidrido trimetílico, dianidrido pirometílico, anidrido maleico (MA - disponível da Aldrich), anidrido succínico (SA), anidrido nonenilsuccínico, anidrido dodecenilsuccínico (DDSA - disponível da Anhydrides and Chemicals Inc.), polianidrido polisebácico, e anidrido poliazeláico.14/28 hexahydrophthalic (HHPA - available from Anhydrides and Chemicals Inc., Newark, NJ.), Methyltetrahydrophthalic anhydride (MTHPA - available from Anhydrides and Chemicals Inc.), methylexahydrophthalic anhydride (MHHPA - available from Anhydrides and Chemicals Inc.), anhydride endomethylenetetrahydrophthalic, hexachloroendomethylenetetrahydrophthalic anhydride (Chlorentric Anhydride - available from Velsicol Chemical Corporation, Rosemont, 111.), trimethyl anhydride, pyromethyl dianhydride, maleic anhydride (MA - available from Aldrich), succinic anhydride (anhydrous) available from Anhydrides and Chemicals Inc.), polysebacterial polyanhydride, and polyzealic anhydride.

[046]Adequados agentes de cura adicionais são as aminas, incluindo aminas aromáticas, por exemplo, 1,3-diaminobenzeno, 1,4-diaminobenzeno, 4,4'diaminodifenilmetano, e as poliaminosulfonas, tal como 4,4'-diaminodifenil sulfona (4,4'-DDS - disponível da Huntsman), 4-aminofenil sulfona, e 3,3'- diaminodifenil sulfona (3,3'-DDS).[046] Suitable additional curing agents are amines, including aromatic amines, for example, 1,3-diaminobenzene, 1,4-diaminobenzene, 4,4'-diaminodiphenylmethane, and polyaminesulfones, such as 4,4'-diaminodiphenyl sulfone (4,4'-DDS - available from Huntsman), 4-aminophenyl sulfone, and 3,3'-diaminodiphenyl sulfone (3,3'-DDS).

[047]Também, adequados agentes de cura podem incluir polióis, tal como etileno glicol (EG - disponível da Aldrich), poli(propileno glicol), e alcool (poli)vinílico; e as resinas fenol-formaldeído, tal como a resina fenol-formaldeído possuindo um peso molecular médio de cerca de 550-650, a resina p-t-butilfenol-formaldeído resina possuindo um peso molecular médio de cerca de 600-700, e a resina p-n-octilfenolformaldeído, possuindo um peso molecular médio de cerca de 1200-1400, estes sendo disponíveis como HRJ 2210, HRJ-2255, e SP-1068, respectivamente, da Schenectady Chemicals, Inc., Schenectady, N. Y.). Adicionalmente às resinas fenolformaldeído, uma combinação de guanamina CTU, e resina fenol-formaldeído possuindo um peso molecular de 398 (comercialmente disponível como CG- 125 da Ajinomoto USA Inc. (Teaneck, NJ.)), é também adequado.[047] Also, suitable curing agents can include polyols, such as ethylene glycol (EG - available from Aldrich), poly (propylene glycol), and (poly) vinyl alcohol; and phenol-formaldehyde resins, such as phenol-formaldehyde resin having an average molecular weight of about 550-650, pt-butylphenol-formaldehyde resin having an average molecular weight of about 600-700, and pn resin -octylphenolformaldehyde, having an average molecular weight of about 1200-1400, these being available as HRJ 2210, HRJ-2255, and SP-1068, respectively, from Schenectady Chemicals, Inc., Schenectady, NY). In addition to phenolformaldehyde resins, a combination of CTU guanamine, and phenol-formaldehyde resin having a molecular weight of 398 (commercially available as CG-125 from Ajinomoto USA Inc. (Teaneck, NJ.)), Is also suitable.

[048]Diferentes composições comercialmente disponíveis podem ser usadas como agentes de cura na presente invenção. Uma tal composição é AH- 154, uma formulação tipo diciandiamida, disponível da Ajinomoto USA Inc. Outras que são adequadas incluem Ancamide 400, que é uma mistura de poliamida, dietiltriamina, e[048] Different commercially available compositions can be used as curing agents in the present invention. One such composition is AH-154, a diciandiamide type formulation, available from Ajinomoto USA Inc. Others that are suitable include Ancamide 400, which is a mixture of polyamide, diethyltriamine, and

Petição 870180031805, de 19/04/2018, pág. 23/42Petition 870180031805, of 04/19/2018, p. 23/42

15/28 trietilenetetraamina, Ancamide 506, que é uma mistura de amidoamina, imidazolina, e tetraetilenepentaamina, e Ancamide 1284, que é uma mistura de 4,4'metilenodianilina e 1 ,3-benzenodiamina; essas formulações são disponíveis da15/28 triethylenetetraamine, Ancamide 506, which is a mixture of amidoamine, imidazoline, and tetraethylenepentaamine, and Ancamide 1284, which is a mixture of 4,4'methylenediamine and 1,3-benzenediamine; these formulations are available from

Pacific Anchor Chemical, Performance Chemical Division, Air Products e Chemicals,Pacific Anchor Chemical, Performance Chemical Division, Air Products and Chemicals,

Inc., Allentown, Pa.Inc., Allentown, Pa.

[049]Adicionais agentes de cura adequados incluem imidazol (1,3-diaza-2,4ciclopentadieno) disponível da Sigma Aldrich (St. Louis, Missouri), 2-etil-4metilimidazol disponível da Sigma Aldrich, e complexos amina de trifluoreto de boro, tal como Anchor 1170, disponível da Air Products & Chemicals, Inc.[049] Additional suitable curing agents include imidazole (1,3-diaza-2,4cyclopentadiene) available from Sigma Aldrich (St. Louis, Missouri), 2-ethyl-4methylimidazole available from Sigma Aldrich, and boron trifluoride amine complexes , such as Anchor 1170, available from Air Products & Chemicals, Inc.

[050]Ainda adicionais agentes de cura adequados incluem 3,9-bis(3aminopropil-2,4,8,10-tetroxaspiro[5.5]undecano, que é comercialmente disponível como ATU, da Ajinomoto USA Inc., bem como diidrazida alifática, que é comercialmente disponível como Ajicure UDH, também da Ajinomoto USA Inc., e poli-sulfeto mercapto-terminado, que é comercialmente disponível como LP540, da Morton International, Inc., Chicago, 111.[050] Still additional suitable curing agents include 3,9-bis (3 aminopropyl-2,4,8,10- tetroxaspiro [5.5] undecane, which is commercially available as ATU, from Ajinomoto USA Inc., as well as aliphatic dihydrazide, which is commercially available as Ajicure UDH, also from Ajinomoto USA Inc., and mercapto-terminated polysulfide, which is commercially available as LP540, from Morton International, Inc., Chicago, 111.

[051]Os agentes de cura são selecionados tal que eles proporcionam a cura do componente resina do material compósito quando combinado com eles em temperaturas adequadas. A quantidade do agente de cura requerida para proporcionar a adequada cura do componente resina irá variar dependendo de um número de fatores que incluem o tipo de resina que está sendo curada, a desejada temperatura de cura e o tempo de cura. Agentes de cura tipicamente incluem cianoguanidina, aminas aromáticas e alifáticas, anidridos ácidos, ácidos de Lewis, ureias substituídas, imidazóis e hidrazinas. A quantidade particular do agente de cura requerida para cada situacao particular pode ser determinada através de experimentação rotineira bem conhecida.[051] Curing agents are selected such that they provide the curing of the resin component of the composite material when combined with them at appropriate temperatures. The amount of curing agent required to provide adequate curing of the resin component will vary depending on a number of factors including the type of resin being cured, the desired curing temperature and curing time. Curing agents typically include cyanoguanidine, aromatic and aliphatic amines, acid anhydrides, Lewis acids, substituted ureas, imidazoles and hydrazines. The particular amount of curing agent required for each particular situation can be determined through well-known routine experimentation.

[052]Agentes de cura representativos preferidos incluem 4,4'-diaminodifenil sulfona (4,4'-DDS) e 3,3'-diaminodifenil sulfona (3,3'-DDS), ambos comercialmente disponíveis da Huntsman. O agente de cura está presente em uma quantidade que varia na faixa de 45 %p a 5 %p da matriz não curada. Preferivelmente, o agente de[052] Preferred representative curing agents include 4,4'-diaminodiphenyl sulfone (4,4'-DDS) and 3,3'-diaminodiphenyl sulfone (3,3'-DDS), both commercially available from Huntsman. The curing agent is present in an amount ranging from 45% w to 5% w of the uncured matrix. Preferably, the

Petição 870180031805, de 19/04/2018, pág. 24/42Petition 870180031805, of 04/19/2018, p. 24/42

16/28 cura está presente em uma quantidade que varia na faixa de 30 %p a 10 %p. Mais preferivelmente, o agente de cura está presente na faixa de 25 %p a 15 %p da matriz não curada. Muito preferidas são resinas de matriz que contêm de 16 %p a 22 %p do agente de cura.16/28 cure is present in an amount ranging from 30% w to 10% w. More preferably, the curing agent is present in the range of 25% w to 15% w of the uncured matrix. Most preferred are matrix resins that contain from 16% w to 22% w of curing agent.

[053]4,4'-DDS é um agente de cura preferido. Ele é preferivelmente usado como o único agente de cura em quantidades que variam de 16 %p a 33 %p. Foi descoberto que o mais reativo 3,3'-DDS proporcionou aumentada resistência nas resinas puras curadas, mas que os prepregs resultantes tinham propriedades de pega que não estavam próximas de serem consideradas boas como aquelas utilizando o menos reativo 4,4'-DDS. Por conseguinte, para conseguir o equilíbrio ótimo da sobrevivência do prepreg, a performance de pega e mecânica da parte compósita curada, é preferido que agentes de cura menos reativos, tal como 4,4'-DDS e semelhantes, sejam usados numa estequiometria amina para epóxi de cerca de 70 a 80 por cento.[053] 4,4'-DDS is a preferred curing agent. It is preferably used as the only curing agent in amounts ranging from 16% w to 33% w. It was found that the more reactive 3,3'-DDS provided increased resistance in the cured pure resins, but that the resulting prepregs had grip properties that were not close to being considered good as those using the less reactive 4,4'-DDS. Therefore, in order to achieve the optimum balance of prepreg survival, the grip and mechanical performance of the cured composite part, it is preferred that less reactive curing agents, such as 4,4'-DDS and the like, are used in an amine stoichiometry for epoxy of about 70 to 80 percent.

[054]A matriz da presente invenção também preferivelmente inclui um agente de endurecimento do termoplástico. Quaisquer polímeros termoplásticos adequados podem ser usados como o agente de endurecimento. Tipicamente, o polímero termoplástico é acrescentado à mistura resinosa como partículas que são dissolvidas na mistura resinosa por aquecimento antes da adição do agente de cura. Uma vez o agente termoplástico esteja substancialmente dissolvido precursor da matriz resinosa quente (isto é a mistura de resinas epóxi), o precursor é resfriado e os ingredientes restantes (agente de cura e partículas insolúveis de termoplásticos) são acrescentados.[054] The matrix of the present invention also preferably includes a thermoplastic curing agent. Any suitable thermoplastic polymers can be used as the curing agent. Typically, the thermoplastic polymer is added to the resin mixture as particles that are dissolved in the resin mixture by heating prior to the addition of the curing agent. Once the thermoplastic agent is substantially dissolved in the hot resin matrix precursor (i.e. the epoxy resin mixture), the precursor is cooled and the remaining ingredients (curing agent and insoluble thermoplastic particles) are added.

[055]Agentes/partículas de endurecimento termoplástico representativas incluem qualquer dos seguintes termoplásticos, ou sozinhos ou em combinação: poliimidas, aramidas, policetonas, poliéteretercetonas, poliésteres, poliuretanos, polissulfonas, poliétersulfonas, polímeros hidrocarbonetos de alta performance, polímeros cristalinos líquidos, PTFE, elastômeros, e elastômeros segmentados.[055] Representative thermoplastic curing agents / particles include any of the following thermoplastics, either alone or in combination: polyimides, aramides, polyketones, polyetheretherketones, polyesters, polyurethanes, polysulfones, polyethersulfones, high performance hydrocarbon polymers, liquid crystalline polymers, PTFE, elastomers, and segmented elastomers.

[056]O agente de endurecimento está presente na faixa de 45 %p a 5 %p da[056] The hardening agent is present in the range of 45% w to 5% w of

Petição 870180031805, de 19/04/2018, pág. 25/42Petition 870180031805, of 04/19/2018, p. 25/42

17/28 matriz resinosa não curada. Preferivelmente, o agente de endurecimento está presente na faixa de 25 %p a 5 %p. Mais preferivelmente, o agente de endurecimento está presente na faixa de 20 %p a 10 %p. Muito preferivelmente, o agente de endurecimento está presente na faixa de 13 %p a 17 %p da matriz resinosa. Um adequado agente de endurecimento, a título de exemplo, é constituído de partículas de PES comercializado sob o nome comercial de Sumikaexcel 5003P, que é comercialmente disponível da Sumitomo Chemicals. Alternativas ao 5003P são a poliétersulfona 105PS Solvay, poliétersulfona 105PS, ou os graus não-hidroxil terminados tal como Solvay 104P.17/28 uncured resinous matrix. Preferably, the curing agent is present in the range of 25% w to 5% w. More preferably, the curing agent is present in the range of 20% w to 10% w. Most preferably, the curing agent is present in the range of 13% w to 17% w of the resin matrix. A suitable hardening agent, for example, consists of PES particles marketed under the trade name Sumikaexcel 5003P, which is commercially available from Sumitomo Chemicals. Alternatives to 5003P are polyethersulfone 105PS Solvay, polyethersulfone 105PS, or finished non-hydroxyl grades such as Solvay 104P.

[057]A matriz resinosa pode também incluir ingredientes adicionais, tal como agentes melhoradores ou modificadores de performance e adicionais polímeros termoplásticos contanto que eles não influenciem negativamente a pega e a sobrevivência do prepreg ou a resistência e a tolerância a danos da parte compósita curada. Os agentes melhoradores ou modificadores de performance, por exemplo, podem ser selecionados a partir de flexibilizantes, agentes/partículas de endurecimento, aceleradores, elastômeros de capas de núcleo, retardadores de chama, agentes umectantes, pigmentos/corantes, absorvedores de UV, compostos antifúngicos, cargas, partículas condutoras, e modificadores de viscosidade. Adicionais polímero termoplásticos adequados para uso como agentes de endurecimento adicionais incluem qualquer dos seguintes, seja sozinho ou em combinação: poliéter sulfonas (PES), poliéter étersulfonas (PEES), polifenil sulfonas, polisulfonas, poliimidas, poliéterimida, aramida, poliésteres, policetonas, poliéteretercetonas (PEEK), poliuretano, poliuréias, poliariléter, poliarilsulfetos, policarbonatos, óxidos de polifenileno (PPO) e PPO modificado.[057] The resinous matrix may also include additional ingredients, such as performance enhancing or modifying agents and additional thermoplastic polymers as long as they do not negatively influence the grip and survival of the prepreg or the resistance and damage tolerance of the cured composite part. Performance enhancing or modifying agents, for example, can be selected from flexibilizers, curing agents / particles, accelerators, core layer elastomers, flame retardants, wetting agents, pigments / dyes, UV absorbers, antifungal compounds , fillers, conductive particles, and viscosity modifiers. Additional thermoplastic polymers suitable for use as additional curing agents include any of the following, either alone or in combination: polyether sulfones (PES), polyether ethers (PEES), polyphenyl sulfones, polysulfones, polyimides, polyetherimide, aramid, polyesters, polyketones, polyetheretherketones (PEEK), polyurethane, polyureas, polyaryl ether, polyaryl sulfides, polycarbonates, polyphenylene oxides (PPO) and modified PPO.

[058]Aceleradores adequados são qualquer dos compostos urona que são comumente usados. Específicos exemplos de aceleradores, que podem ser usados sozinhos ou em combinação, incluem N,N-dimetil, N'-3,4-diclorfenil uréia (Diuron),[058] Suitable accelerators are any of the urone compounds that are commonly used. Specific examples of accelerators, which can be used alone or in combination, include N, N-dimethyl, N'-3,4-dichlorphenyl urea (Diuron),

N'-3-clorofenil uréia (Monuron), e preferivelmente N,N-(4-metil-m-fenileno bis[N',N'dimetiluréia] (Dyhard UR500 da Degussa ou UR2T da CVC Chemicals).N'-3-chlorophenyl urea (Monuron), and preferably N, N- (4-methyl-m-phenylene bis [N ', N'dimethylurea] (Dyhard UR500 from Degussa or UR2T from CVC Chemicals).

Petição 870180031805, de 19/04/2018, pág. 26/42Petition 870180031805, of 04/19/2018, p. 26/42

18/28 [059]Cargas adequadas incluem, a título de exemplo, qualquer dos seguintes ou sozinho ou em combinação: sílicas, aluminas, titânia, vidro, carbonato de cálcio e óxido de cálcio.18/28 [059] Suitable fillers include, by way of example, any of the following or alone or in combination: silicas, aluminas, titania, glass, calcium carbonate and calcium oxide.

[060]Adequadas partículas condutoras incluem, a título de exemplo, qualquer dos seguintes ou sozinhos ou em combinação: prata, ouro, cobre, alumínio, níquel, graus de carbono condutor, buckminsterfulereno, nanotubos de carbono, e nanofibras de carbono. Cargas revestidas de metal podem ser também usadas, por exemplo, partículas de carbono revestidas de níquel e partículas de sílica revestidas com prata ou cobre.[060] Suitable conductive particles include, by way of example, any of the following or alone or in combination: silver, gold, copper, aluminum, nickel, degrees of conductive carbon, buckminsterfulerene, carbon nanotubes, and carbon nanofibers. Metal-coated fillers can also be used, for example, nickel-coated carbon particles and silver or copper-coated silica particles.

[061]A matriz resinosa pode compreender uma adicional resina polimérica que seja pelo menos uma resina termofixa. O termo “resina termofixa” inclui qualquer material adequado que seja plástico e usualmente líquido, pó, ou maleável antes da cura e projetada para ser moldada numa forma final. Uma vez curada, uma resina termofixa não é adequada para fusão ou remoldagem. Adequados materiais resinosos termofixos para a presente invenção incluem, mas não se limitam a, resinas de fenolformaldeído, uréia-formaldeído, 1,3,5-triazin-2,4,6-triamina (Melamina), bismaleimida, resinas éster vinílicas, resinas benzoxazina, resinas fenólicas, poliésteres, resinas éster cianato, polímeros epóxido, ou qualquer combinação desses mencionados. A resina termofixa é preferivelmente selecionada de resinas epóxido, resinas éster cianato, bismaleimida, éster vinílica, benzoxazina e resinas fenolicas. Se desejado, a matriz pode incluir adicionais resinas adequadas contendo grupos fenólicos, tal como resinas de base resorcinol, e resinas formadas por polimerização catiônica, tal como DCPD - copolímeros fenol. Ainda adicionais resinas adequadas são resinas melamina-formaldeído, e resinas uréia-formaldeído.[061] The resinous matrix may comprise an additional polymeric resin that is at least a thermoset resin. The term "thermosetting resin" includes any suitable material that is plastic and usually liquid, powder, or malleable prior to curing and designed to be molded into a final shape. Once cured, a thermoset resin is not suitable for melting or remolding. Suitable thermosetting resinous materials for the present invention include, but are not limited to, phenolformaldehyde, urea-formaldehyde, 1,3,5-triazin-2,4,6-triamine (Melamine) resins, bismaleimide, vinyl ester resins, resins benzoxazine, phenolic resins, polyesters, cyanate ester resins, epoxide polymers, or any combination thereof. The thermosetting resin is preferably selected from epoxide resins, cyanate ester resins, bismaleimide, vinyl ester, benzoxazine and phenolic resins. If desired, the matrix can include additional suitable resins containing phenolic groups, such as resorcinol based resins, and resins formed by cationic polymerization, such as DCPD - phenol copolymers. Additional suitable resins are melamine-formaldehyde resins and urea-formaldehyde resins.

[062]A matriz resinosa é produzida de acordo com o procedimento padrão da matriz de prepreg. Em geral, as diversas resinas epóxi são misturadas juntas na temperatura ambiente para formar uma mistura resinosa à qual o agente de endurecimento termoplástico é acrescentado. Essa mistura é em seguida aquecida até uma temperatura acima do ponto de fusão do agente de endurecimento termoplástico por[062] The resin matrix is produced according to the standard prepreg matrix procedure. In general, the various epoxy resins are mixed together at room temperature to form a resinous mixture to which the thermoplastic hardening agent is added. This mixture is then heated to a temperature above the melting point of the thermoplastic curing agent by

Petição 870180031805, de 19/04/2018, pág. 27/42Petition 870180031805, of 04/19/2018, p. 27/42

19/28 um suficiente período de tempo para derreter substancialmente o agente de endurecimento. A mistura é em seguida resfriada até a temperatura ambiente ou abaixo e o restante dos ingredientes (partículas insolúveis de termoplásticos, agente de cura e outros aditivos, se houver) são misturados na resina para formar a matriz resinosa final que é impregnada no reforço fibroso.19/28 a sufficient period of time to substantially melt the curing agent. The mixture is then cooled to room temperature or below and the rest of the ingredients (insoluble particles of thermoplastics, curing agent and other additives, if any) are mixed in the resin to form the final resin matrix that is impregnated in the fibrous reinforcement.

[063]A matriz resinosa é aplicada ao reforço fibroso de acordo com qualquer das técnicas conhecidas de preparação de prepreg. O reforço fibroso pode ser totalmente ou parcialmente impregnado com a matriz resinosa. Em uma modalidade alternativa, a matriz resinosa pode ser aplicada ao reforço fibroso como uma camada separada, que está nas proximidades, e em contato com o reforço fibroso, mas não impregna substancialmente o reforço fibroso. O prepreg é tipicamente recoberto em ambos os lados com uma película protetora e enrolado para armazenamento e transporte em temperaturas que são tipicamente mantidas bem abaixo da temperatura ambiente para evitar a cura prematura. Qualquer dos outros processos de fabricação de prepreg e sistemas de armazenamento/transporte podem ser usados se desejado.[063] The resinous matrix is applied to the fibrous reinforcement according to any of the known prepreg preparation techniques. The fibrous reinforcement can be totally or partially impregnated with the resin matrix. In an alternative embodiment, the resinous matrix can be applied to the fibrous reinforcement as a separate layer, which is nearby, and in contact with the fibrous reinforcement, but does not substantially impregnate the fibrous reinforcement. The prepreg is typically covered on both sides with a protective film and rolled up for storage and transportation at temperatures that are typically kept well below room temperature to prevent premature curing. Any of the other prepreg manufacturing processes and storage / transport systems can be used if desired.

[064]O reforço fibroso do prepreg pode ser selecionado de sistemas fibrosos híbridos ou mistos que compreendem fibras sintéticas ou naturais, ou uma combinação dessas. O reforço fibroso pode ser preferivelmente selecionado de qualquer material adequado tal como fibra de vidro, fibras de carbono ou aramida (poliamida aromática). O reforço fibroso é preferivelmente de fibras de carbono.[064] The fibrous reinforcement of the prepreg can be selected from hybrid or mixed fibrous systems that comprise synthetic or natural fibers, or a combination of these. The fibrous reinforcement can preferably be selected from any suitable material such as fiberglass, carbon fibers or aramid (aromatic polyamide). The fibrous reinforcement is preferably made of carbon fibers.

[065]O reforço fibroso pode compreender fibras fraturadas (isto é, rompidas por estiramento) ou seletivamente descontínuas, ou fibras contínuas. É vislumbrado que o uso de fibras fraturadas ou seletivamente descontínuas podem facilitar a disposição em camadas do material compósito antes de ser completamente curado, e melhora a sua capacidade de ser moldado. O reforço fibroso pode estar em uma forma estrutural têxtil tecida, não ondulada, não-tecida, unidirecional ou multiaxial, tal como prepreg quase-isotópico picotado. A forma tecida pode ser selecionada de um estilo de tecedura plana, lisa, ou em diagonal. As formas não onduladas e multiaxial[065] The fibrous reinforcement can comprise fractured fibers (that is, broken by stretching) or selectively discontinuous fibers, or continuous fibers. It is envisioned that the use of fractured or selectively staple fibers can facilitate layering of the composite material before it is completely cured, and improves its ability to be molded. The fibrous reinforcement may be in a woven, non-corrugated, non-woven, unidirectional or multiaxial textile structural form, such as perforated quasi-isotopic prepreg. The woven shape can be selected from a flat, smooth, or diagonal weave style. Non-wavy and multiaxial shapes

Petição 870180031805, de 19/04/2018, pág. 28/42Petition 870180031805, of 04/19/2018, p. 28/42

20/28 podem ter um número de medidas de espessura e orientações de fibra. Tais estilos e formas são bem conhecidos no âmbito de reforço compósito, e são comercialmente disponíveis de diversas empresas, incluindo a Hexcel Reinforcements of Villeurbanne, France.20/28 can have a number of thickness measurements and fiber orientations. Such styles and shapes are well known in the field of composite reinforcement, and are commercially available from several companies, including Hexcel Reinforcements of Villeurbanne, France.

[066]O prepreg pode estar na forma de fitas contínuas, estopas, tecidos ou comprimentos picotados (operações de picotamento ou de fendilhamento podem ser realizadas a qualquer momento após a impregnação). O prepreg pode ser um adesivo ou película superficial e pode ter adicionalmente embutido portadores em diversas formas tanto tecidas, como tricô, e não-tecido. O prepreg pode ser completamente ou apenas parcialmente impregnado, por exemplo, para facilitar a remoção do ar durante a cura.[066] The prepreg can be in the form of continuous tapes, tow, fabrics or perforated lengths (perforation or cracking operations can be performed at any time after impregnation). The prepreg can be an adhesive or superficial film and can additionally have carriers in various forms, both woven, like knitting, and non-woven. The prepreg can be completely or only partially impregnated, for example, to facilitate the removal of air during curing.

[067]Uma preferida matriz resinosa representativa inclui entre cerca de 22 %p e 25 %p éter diglicidílico do Bisfenol-F; entre cerca de 25 %p e 30 %p triglicidilm-aminofenol (resina epóxi trifuncional); entre cerca de 17 %p e 21 %p diaminodifenilsulfona (primariamente 4,4-DDS como um agente de cura); entre cerca de 10 %p e 15 %p partículas insolúveis de termoplásticos, e entre cerca de 13 %p e 17 %p poli(éter sulfona) como um agente de endurecimento.[067] A preferred representative resinous matrix includes between about 22% w and 25% w Bisphenol-F diglycidyl ether; between about 25% w and 30% w triglycidyl-aminophenol (trifunctional epoxy resin); between about 17% w and 21% w diaminodiphenylsulfone (primarily 4,4-DDS as a curing agent); between about 10% w and 15% w insoluble particles of thermoplastics, and between about 13% w and 17% w poly (sulfone ether) as a hardening agent.

[068]O prepreg pode ser moldado usando qualquer das técnicas padrões usadas para formar partes compósitas. Tipicamente, uma ou mais camadas de prepreg são colocadas em um molde adequado e curadas para formar a parte compósita final. O prepreg da invenção pode ser completamente ou parcialmente curado usando quaisquer condições de temperatura, pressão e de tempo conhecidas na arte. Tipicamente, o será curado em uma autoclave em temperaturas em torno de 180 °C. O material compósito pode ser mais preferivelmente curado utilizando um método selecionado de radiação de UV-visível, radiação de microondas, feixe de elétrons, radiação gama, ou outra adequada radiação térmica ou não térmica.[068] The prepreg can be shaped using any of the standard techniques used to form composite parts. Typically, one or more layers of prepreg are placed in a suitable mold and cured to form the final composite part. The prepreg of the invention can be completely or partially cured using any temperature, pressure and time conditions known in the art. Typically, it will be cured in an autoclave at temperatures around 180 ° C. The composite material can most preferably be cured using a selected method of UV-visible radiation, microwave radiation, electron beam, gamma radiation, or other suitable thermal or non-thermal radiation.

[069]As partes compósitas produzidas a partir do aprimorado prepreg da presente invenção encontrarão aplicação na produção de artigos tais como numerosas estruturas primárias e secundárias de uso na indústria aeroespacial (asas, fusePetição 870180031805, de 19/04/2018, pág. 29/42[069] The composite parts produced from the improved prepreg of the present invention will find application in the production of articles such as numerous primary and secondary structures for use in the aerospace industry (wings, fusePetition 870180031805, from 04/19/2018, page 29 / 42

21/28 lagens, divisórias de emparedamento, e semelhantes), mas será também útil em muitas outras aplicações de compósitos de alta performance incluindo os âmbitos de aplicação automotiva, ferroviária e naval onde sejam necessárias alta resistência de tração, resistência compressiva, e resistência a danos por impacto.21/28 walls, brick walls, and the like), but it will also be useful in many other high-performance composite applications including automotive, rail and marine applications where high tensile strength, compressive strength, and resistance to impact damage.

[070]A fim de que a presente invenção possa ser mais prontamente entendida, será feita agora referência a seguir de informação de embasamento e exemplos da invenção.[070] In order that the present invention may be more readily understood, reference will now be made below to background information and examples of the invention.

EXEMPLO l [071]Uma preferida formulação representativa de resina de acordo com a presente invenção é apresentada na TABELA 1. Uma resina da matriz foi preparada mediante mistura dos ingredientes epóxi na temperatura ambiente com a poliétersulfona para formar uma mescla resinosa que foi aquecida a 120 °C por 120 minutos para dissolver completamente a poliétersulfona. A mistura foi resfriada a 80 °C e o restante dos ingredientes adicionado e bem misturado.EXAMPLE 1 [071] A preferred representative formulation of resin according to the present invention is shown in TABLE 1. A matrix resin was prepared by mixing the epoxy ingredients at room temperature with the polyether sulfone to form a resinous mixture that was heated to 120 ° C. ° C for 120 minutes to completely dissolve the polyethersulfone. The mixture was cooled to 80 ° C and the rest of the ingredients added and mixed well.

TABELA 1TABLE 1

Quantidade (%p) Quantity (% p) Ingrediente Ingredient 24,80 24.80 Éter diglicidílico do bisfenol-F (GY281) Bisphenol-F diglycidyl ether (GY281) 28,03 28.03 Meta-glicidil amina trifuncional (MY0600) Trifunctional meta-glycidyl amine (MY0600) 18,66 18.66 Diamina aromática curativa (4,4-DDS) Curative aromatic diamine (4,4-DDS) 15,00 15.00 Endurecedor (Sumikaexcel 5003P poliéter sulfona) Hardener (Sumikaexcel 5003P polyether sulfone) 13,50 13.50 Partículas termoplásticas (Orgasol 1002 DNAT 1náilon 6) Thermoplastic particles (Orgasol 1002 DNAT 1 nylon 6)

[072]O prepreg representativo foi preparado mediante impregnar uma ou mais camadas das fibras de carbono unidirecional com a formulação de resina da TABELA 1. As fibras de carbono unidirecionais tinham um peso de 268 g/m2 e em todos os casos a matriz resinosa atingiu a 35 por cento em peso do peso total do prepreg não curado. Uma variedade de disposições de camadas do prepreg foi preparada usando procedimentos padrões de fabricação do prepreg. Os prepregs foram curados em uma autoclave a 180 °C por cerca de 2 horas. Os prepregs curados foram em seguida submetidos aos testes padrões para determinar a resistência deles e a sua tolerância a danos como descrito adiante.[072] The representative prepreg was prepared by impregnating one or more layers of the unidirectional carbon fibers with the resin formulation of TABLE 1. The unidirectional carbon fibers had a weight of 268 g / m 2 and in all cases the resin matrix reached 35 percent by weight of the total weight of the uncured prepreg. A variety of prepreg layer layouts have been prepared using standard prepreg manufacturing procedures. The prepregs were cured in an autoclave at 180 ° C for about 2 hours. The cured prepregs were then subjected to standard tests to determine their resistance and tolerance to damage as described below.

[073]A resistência a cisalhamento (IPS) em plano e o módulo (IPM) foram[073] Shear strength (IPS) in plane and modulus (IPM) were

Petição 870180031805, de 19/04/2018, pág. 30/42Petition 870180031805, of 04/19/2018, p. 30/42

22/28 determinados na temperatura ambiente utilizado um laminado de 8 medidas de espessura (+45/-45). O laminado foi curado por 2 horas a 180°C em uma autoclave e produziu uma espessura nominal de 2 mm. A consolidação foi verificada por varredura-C. As amostras foram cortadas e testadas de acordo com o Método de Teste da Airbus AITM 1.0002. Os resultados apresentados não estão normalizados.22/28 determined at room temperature using a laminate of 8 thickness measures (+ 45 / -45). The laminate was cured for 2 hours at 180 ° C in an autoclave and produced a nominal thickness of 2 mm. Consolidation was verified by C-scan. The samples were cut and tested according to the Airbus AITM 1,0002 Test Method. The results presented are not normalized.

[074]A compressão pós-impacto (CAI) foi determinada a 25 Joule utilizando um laminado de 16 medidas de espessura em que as camadas de fibras unidirecionais foram orientadas quase-isotopicamente. O laminado foi curado a 180 °C por 2 horas na autoclave. A espessura final do laminado foi de cerca de 4 mm. A consolidação foi verificada por varredura-C. As amostras foram cortadas e testadas com o Método de Teste da Airbus AITM 1.0002, editado em 2 de junho de 1994.[074] Post-impact compression (CAI) was determined at 25 Joule using a 16-gauge thickness laminate in which the unidirectional fiber layers were oriented almost isotopically. The laminate was cured at 180 ° C for 2 hours in the autoclave. The final thickness of the laminate was about 4 mm. Consolidation was verified by C-scan. The samples were cut and tested using the Airbus AITM 1,0002 Test Method, published on June 2, 1994.

[075]A compressão de furo nu (OHC) foi determinada na temperatura ambiente utilizando um laminado de 20 medidas de espessura em que as camadas unidirecionais foram orientadas em 40/40/20 durante a disposição das camadas. O laminado foi curado por 2 horas a 180 °C em autoclave e produziu uma espessura nominal de 5 mm. A consolidação foi verificada através de varredura-C. As amostras foram cortadas e testadas de acordo com o Método de Teste da Airbus AITM 1.0002. Os resultados são valores normalizados na fração volumétrica 60% com base na espessura nominal da medida de espessura da cura com o cálculo realizado como por EN 3784 método B.[075] The naked hole compression (OHC) was determined at room temperature using a 20-gauge thickness laminate in which the unidirectional layers were oriented in 40/40/20 during layering. The laminate was cured for 2 hours at 180 ° C in an autoclave and produced a nominal thickness of 5 mm. Consolidation was verified using a C-scan. The samples were cut and tested according to the Airbus AITM 1,0002 Test Method. The results are normalized values in the 60% volumetric fraction based on the nominal thickness of the cure thickness measure with the calculation performed as per EN 3784 method B.

[076]A tensão de furo nu (OHT) foi determinada na temperatura ambiente utilizando um laminado com 20 medidas de espessura em que as camadas unidirecionais foram orientadas a 40/40/20 durante a disposição das camadas. O laminado foi curado por 2 horas a 180 °C em autoclave e produziu uma espessura nominal de 5 mm. A consolidação foi verificada através de varredura-C. As amostras foram cortadas e testadas de acordo com o Método de Teste da Airbus AITM 1.0008. Os resultados são valores normalizados na fração volumétrica 60% com base na espessura nominal da medida de espessura da cura com o cálculo realizado como por EN 3784 método B.[076] The bare hole tension (OHT) was determined at room temperature using a 20-gauge thickness laminate in which the unidirectional layers were oriented at 40/40/20 during layering. The laminate was cured for 2 hours at 180 ° C in an autoclave and produced a nominal thickness of 5 mm. Consolidation was verified using a C-scan. The samples were cut and tested according to the Airbus AITM 1,0008 Test Method. The results are normalized values in the 60% volumetric fraction based on the nominal thickness of the cure thickness measure with the calculation performed as per EN 3784 method B.

Petição 870180031805, de 19/04/2018, pág. 31/42Petition 870180031805, of 04/19/2018, p. 31/42

23/28 [077]O prepreg curado tinha uma IPS de cerca de 101 MPa e uma IPM de cerca de 5,5 GPa. A OHT foi de cerca de 780 MPa com a OHC e CAI sendo de cerca de 370 MPa e 292 MPa, respectivamente.23/28 [077] The cured prepreg had an IPS of about 101 MPa and an IPM of about 5.5 GPa. The OHT was about 780 MPa with the OHC and CAI being about 370 MPa and 292 MPa , respectively.

[078]Um prepreg comparativo (C1) foi produzido e testado do mesmo modo como o prepreg representativo preferido acima descrito. C1 foi idêntico ao prepreg representativo exceto que para-glicidil amina trifuncional (MY0510) foi substituída em lugar da meta-glicidil amina trifuncional (MY0600). O prepreg curado resultante tinha IPS de cerca de 72 MPa e IPM de cerca de 5,1 GPa. A OHT foi de cerca de 752 MPa com OHC e CAI sendo de cerca de 361 MPa e 227 MPa, respectivamente.[078] A comparative prepreg (C1) was produced and tested in the same way as the preferred representative prepreg described above. C1 was identical to the representative prepreg except that the tri-functional para-glycidyl amine (MY0510) was replaced in place of the tri-functional meta-glycidyl amine (MY0600). The resulting cured prepreg had an IPS of about 72 MPa and an IPM of about 5.1 GPa. The OHT was about 752 MPa with OHC and CAI being about 361 MPa and 227 MPa, respectively.

[079]O exemplo comparativo C1 acima demonstra que um inesperado aumento substancial em ambos resistência de tração e de tolerância a danos ocorre quando epóxi meta-glicidil amina trifuncional é usado em lugar de epóxi para-glicidil amina trifuncional. Adicionalmente, esse aumento em ambos resistência de tração e de tolerância a danos foi conseguido sem influenciar adversamente a sobrevivência e a pega do prepreg ou as outras propriedades físicas/químicas da parte curada.[079] Comparative example C1 above demonstrates that an unexpected substantial increase in both tensile strength and damage tolerance occurs when trifunctional epoxy meta-glycidyl amine is used in place of trifunctional para-glycidyl amine epoxy. Additionally, this increase in both tensile strength and damage tolerance was achieved without adversely influencing the survival and grip of the prepreg or the other physical / chemical properties of the cured part.

[080]Um segundo prepreg comparativo (C2) foi preparado em que a matriz resinosa continha uma combinação de resina epóxi para-glicidil amina trifuncional e resina epóxi para-gricidil amina tetrafuncional. Especificamente, a resina continha: 22,2 %p epóxi difuncional GY281; 10,1 %p MY0510 (epóxi para-glicidil amina trifuncional); 21,1 %p MY721 (epóxi para-glicidil amina tetrafunctional); 13,5 %p partículas Orgasol 1002; 14,0 Sumikaexcel 5003P PES; e 19,2 %p 4,4'-DDS. O prepreg C2 foi de outro modo o mesmo como o prepreg representativo preferido e foi curado e testado do mesmo modo. O prepreg C2 curado tinha IPS de cerca de 92 MPa e IPM de cerca de 5,2 GPa. A OHT foi de cerca de 735 MPa com a OHC e CAI sendo de cerca de 376 MPa e 257 MPa, respectivamente.[080] A second comparative prepreg (C2) was prepared in which the resinous matrix contained a combination of trifunctional para-glycidyl amine epoxy resin and tetrafunctional para-gricidyl amine epoxy resin. Specifically, the resin contained: 22.2% p difunctional epoxy GY281; 10.1% p MY0510 (tri-functional para-glycidyl amine epoxy); 21.1% p MY721 (tetrafunctional para-glycidyl amine epoxy); 13.5% for Orgasol 1002 particles; 14.0 Sumikaexcel 5003P PES; and 19.2% p 4,4'-DDS. The C2 prepreg was otherwise the same as the preferred representative prepreg and was cured and tested in the same way. The cured C2 prepreg had an IPS of about 92 MPa and an IPM of about 5.2 GPa. The OHT was about 735 MPa with the OHC and CAI being about 376 MPa and 257 MPa, respectively.

[081]O exemplo comparativo C2 demonstra que a substituição de uma parcela substancial do epóxi trifuncional para-substituído (MY0510) em C1 com um epóxi tetrafunctional para-substituído (MY721) proporciona algum aumento na maioria das propriedades medidas. Entretanto, o grau do aumento não foi nem de perto[081] Comparative example C2 demonstrates that replacing a substantial portion of the para-substituted tri-functional epoxy (MY0510) in C1 with a para-substituted tetrafunctional epoxy (MY721) provides some increase in most of the measured properties. However, the degree of increase was not even close

Petição 870180031805, de 19/04/2018, pág. 32/42Petition 870180031805, of 04/19/2018, p. 32/42

24/28 tão importante como com o uso de um epóxi trifuncional meta-substituído de acordo com a presente invenção.24/28 as important as with the use of a meta-substituted tri-functional epoxy according to the present invention.

EXEMPLO 2 [082]Prepregs adicionais representativos (A-D) foram também preparados, curados e testados do mesmo modo como no Exemplo 1. Os prepregs foram os mesmos como no Exemplo 1 exceto que as formulações para as resinas da matriz foram alteradas. As formulações são apresentadas na TABELA 2.EXAMPLE 2 [082] Representative additional prepregs (A-D) were also prepared, cured and tested in the same manner as in Example 1. The prepregs were the same as in Example 1 except that the formulations for the matrix resins were changed. The formulations are shown in TABLE 2.

Tabela 2Table 2

Ingrediente Ingredient A THE B B C Ç D D 4,4’-DDS 4,4’-DDS 9,33 9.33 22,40 22.40 11,20 11.20 7,01 7.01 3,3’-DDS 3,3’-DDS 9,33 9.33 -- - 11,20 11.20 15,39 15.39 GY281 GY281 24,80 24.80 23,05 23.05 23,05 23.05 23,05 23.05 MY0600 MY0600 28,03 28.03 26,05 26.05 26,05 26.05 26,05 26.05 Sumimkaexel 5003P Sumimkaexel 5003P 15,00 15.00 15,00 15.00 15,00 15.00 15,00 15.00 Orgasol 1002 Orgasol 1002 13,50 13.50 13,50 13.50 13,50 13.50 13,50 13.50

[083]Como pode ser visto da TABELA 2, a resina A da matriz é a mesma como no Exemplo 1, exceto que o agente de cura foi alterado para uma combinação de 4,4'-DDS e 3,3'-DDS. Para a matriz resinosa B a quantidade do agente de cura foi aumentada acima daquela no Exemplo 1 com uma correspondente redução nos componentes da resina epóxi. Para as resinas C e D da matriz, a quantidade do agente de cura foi aumentada e combinações de 4,4'-DDS e 3,3'-DDS foram usadas.[083] As can be seen from TABLE 2, matrix A resin is the same as in Example 1, except that the curing agent has been changed to a combination of 4,4'-DDS and 3,3'-DDS. For resin matrix B the amount of the curing agent was increased above that in Example 1 with a corresponding reduction in the components of the epoxy resin. For the C and D resins of the matrix, the amount of the curing agent was increased and combinations of 4,4'-DDS and 3,3'-DDS were used.

[084]Os resultados dos testes no prepreg curado usando matrizes resinosas A-D são apresentados na TABELA 3.[084] Test results on prepreg cured using A-D resin matrices are shown in TABLE 3.

TABELA 3TABLE 3

A THE B B C Ç D D IPS (MPa) IPS (MPa) 97 97 106 106 103 103 92 92 IPM (GPa) IPM (GPa) 5,5 5.5 5,7 5.7 5,5 5.5 5,3 5.3 OHT (MPa) OHT (MPa) 797 797 820 820 823 823 825 825 OHC (MPa) OHC (MPa) 410 410 423 423 402 402 406 406 CAI (MPa) CAI (MPa) 277 277 295 295 286 286 270 270

[085]Como pode ser visto da TABELA 3, a resistência e a tolerância a danos dos prepregs curados varia quando quantidades e tipos diferentes de agentes de cura são usados. A totalidade dos prepregs curados apresentaram substanciais aumentos em ambos resistência de tração e de tolerância a danos quando comparaPetição 870180031805, de 19/04/2018, pág. 33/42[085] As can be seen from TABLE 3, the resistance and damage tolerance of cured prepregs varies when different amounts and types of curing agents are used. The totality of cured prepregs showed substantial increases in both tensile strength and damage tolerance when compared to Petition 870180031805, of 04/19/2018, p. 33/42

25/28 dos ao prepreg C1 do Exemplo 1. Deverá ser notado que as propriedades de pega e de sobrevivência do prepreg produzido de acordo com esse exemplo variou, mas foram geralmente aceitáveis para o típico manuseio, disposição das camadas e processos de cura. Entretanto, as propriedades de pega e de sobrevivência do prepreg do Exemplo 1 foram mais aceitáveis. Por conseguinte, a quantidade do agente de cura e a combinação (isto é substancialmente todo o 4,4'-DDS e semelhantes) usados no Exemplo 1 é preferida.25/28 to the C1 prepreg of Example 1. It should be noted that the grip and survival properties of the prepreg produced according to this example varied, but were generally acceptable for typical handling, layering and curing processes. However, the prepreg grip and survival properties of Example 1 were more acceptable. Therefore, the amount of the curing agent and the combination (i.e. substantially all 4,4'-DDS and the like) used in Example 1 is preferred.

EXEMPLO 3 [086]Um adicional exemplo (3E) de prepreg foi produzido de acordo com a presente invenção. O prepreg incluiu um reforço de fibra de carbono (peso de 268 g/m2) que foi similar à fibra de carbono usada nos exemplos anteriores, exceto que um diferente tratamento na superfície da fibra foi usado. A formulação para a matriz resinosa é apresentada na TABELA 4. Um prepreg comparativo (C3) foi também preparado. A formulação da matriz para C3 é também apresentada na TABELA 4.EXAMPLE 3 [086] An additional example (3E) of prepreg was produced according to the present invention. The prepreg included a carbon fiber reinforcement (weight 268 g / m 2 ) that was similar to the carbon fiber used in the previous examples, except that a different fiber surface treatment was used. The formulation for the resin matrix is shown in TABLE 4. A comparative prepreg (C3) was also prepared. The matrix formulation for C3 is also shown in TABLE 4.

TABELA 4TABLE 4

Ingrediente %p % P ingredient C3 C3 3E 3E Araldite MY721 Araldite MY721 21,10 21.10 Araldite MY0510 Araldite MY0510 10,10 10.10 Araldite MY0600 Araldite MY0600 28,03 28.03 Araldite GY281 Araldite GY281 22,10 22.10 24,80 24.80 Sumikaexel 5003 Sumikaexel 5003 14,00 14.00 15,00 15.00 Orqasol 1002N Orqasol 1002N 13,50 13.50 13,50 13.50 4,4'-DDS 4,4'-DDS 19,20 19.20 18,66 18.66

[087]Os laminados de prepreg foram preparados e curados do mesmo modo como nos exemplos anteriores a fim de conduzir os testes mecânicos padrões apresentados acima para OHT e CAI. Os resultados dos testes são apresentados na TABELA 5.[087] Prepreg laminates were prepared and cured in the same manner as in the previous examples in order to conduct the standard mechanical tests presented above for OHT and CAI. The test results are shown in TABLE 5.

TABELA 5TABLE 5

C3 C3 3E 3E OHT (MPa) OHT (MPa) 594 594 677 677 CAI FALLS 314 314 358 358

[088]Os resultados desses exemplos demonstram que o uso de diferente selante de fibra ou tratamentos de revestimento da fibra pode resultar em variações na[088] The results of these examples demonstrate that the use of different fiber sealants or fiber coating treatments can result in variations in

Petição 870180031805, de 19/04/2018, pág. 34/42Petition 870180031805, of 04/19/2018, p. 34/42

26/28 resistência e na tolerância a danos do prepreg curado. Por exemplo, o prepreg C3 foi o mesmo como o prepreg C2, exceto quanto ao uso de um diferente revestimento sobre as fibras de carbono. A CAI para C3 foi 56 MPa maior que a de C2, mas a OHT de C3 foi 141 MPa menor. O uso de outros revestimentos de superfície é também esperado a possivelmente produzir diferenças similares na resistência e na tolerância a danos do prepreg curado quando idênticas resinas de matriz são usadas.26/28 resistance and damage tolerance of the cured prepreg. For example, prepreg C3 was the same as prepreg C2, except for the use of a different coating on carbon fibers. CAI for C3 was 56 MPa higher than C2, but OHT for C3 was 141 MPa lower. The use of other surface coatings is also expected to possibly produce similar differences in the strength and damage tolerance of the cured prepreg when identical matrix resins are used.

[089]Entretanto, como também demonstrado pelos Exemplos, a presente invenção proporciona um aumento relativo na resistência e tolerância a danos do prepreg curado, independentemente do revestimento ou selante particular que esteja sendo utilizado. Por exemplo, o prepreg curado do Exemplo 1 é o mesmo como o prepreg curado do Exemplo 3E, exceto quanto ao uso de diferente revestimento sobre as fibras de carbono. O prepreg curado do Exemplo 1 tinha uma CAI que foi 35 MPa maior que a de C2 e uma OHT que foi 45 MPa maior. Do mesmo modo, o prepreg curado do Exemplo 3E tinha uma CAI que foi 45 MPa maior que a de C3 e uma OHT que foi 83 MPa maior.[089] However, as also demonstrated by the Examples, the present invention provides a relative increase in resistance and damage tolerance to the cured prepreg, regardless of the particular coating or sealant being used. For example, the cured prepreg of Example 1 is the same as the cured prepreg of Example 3E, except for the use of a different coating on the carbon fibers. The cured prepreg of Example 1 had a CAI that was 35 MPa greater than that of C2 and an OHT that was 45 MPa greater. Likewise, the cured prepreg of Example 3E had a CAI that was 45 MPa greater than that of C3 and an OHT that was 83 MPa greater.

EXEMPLO 4 [090]Três exemplos adicionais de prepreg (F-H) foram produzidos de acordo com a presente invenção. O prepreg incluiu um reforço de fibra de carbono (peso de 268 g/m2) que foi o mesmo como a fibra usada no Exemplo 3. As formulações para as três resinas da matriz são apresentadas na TABELA 6.EXAMPLE 4 [090] Three additional examples of prepreg (FH) were produced according to the present invention. The prepreg included a carbon fiber reinforcement (weight 268 g / m 2 ) which was the same as the fiber used in Example 3. The formulations for the three matrix resins are shown in TABLE 6.

TABELA 6TABLE 6

Ingrediente %p % P ingredient F F G G H H Araldite MY721 Araldite MY721 10,00 10.00 Araldite MY0510 Araldite MY0510 7,77 7.77 7,36 7.36 Araldite MY0600 Araldite MY0600 20,00 20.00 18,96 18.96 25,00 25.00 Araldite GY281 Araldite GY281 24,55 24.55 23,27 23.27 16,54 16.54 Sumikaexel 5003 Sumikaexel 5003 15,00 15.00 15,00 15.00 15,00 15.00 Orgasol 1002N Orgasol 1002N 13,50 13.50 13,50 13.50 13,50 13.50 4,4'-DDS 4,4'-DDS 19,18 19.18 21,91 21.91 19,96 19.96

[091]Prepregs representativos F-H utilizam bisfenol-F epóxi GY285 de baixa viscosidade em lugar de GY281, que é um bisfenol-F epóxi de viscosidade moderada. Adicionalmente, os prepregs F-H incluem misturas de epóxi trifuncional metaPetição 870180031805, de 19/04/2018, pág. 35/42[091] Representative F-H prepregs use low viscosity GY285 bisphenol-F instead of GY281, which is a moderate viscosity bisphenol-F epoxy. Additionally, F-H prepregs include mixtures of tri-functional epoxy metaPetição 870180031805, from 04/19/2018, p. 35/42

27/28 substituído (MY0600) e epóxi polifuncional para-substituído (MY0510 e MY721). Esses prepregs foram usados para preparar laminados que foram testados de acordo com os Métodos de Teste da Boeing em BMS 8-276 e demonstraram aumentada resistência de tração e tolerância a danos comparado aos laminados similares preparados a partir de prepregs que não continham epóxi meta-funcional.27/28 substituted (MY0600) and para-substituted polyfunctional epoxy (MY0510 and MY721). These prepregs were used to prepare laminates that were tested according to Boeing Test Methods on BMS 8-276 and demonstrated increased tensile strength and damage tolerance compared to similar laminates prepared from prepregs that did not contain meta-functional epoxy .

EXEMPLO 5 [092]Adicionais prepregs representativos (I-M) foram também preparados, curados e testados do mesmo modo como no Exemplo 1. Os prepregs foram os mesmos como no Exemplo 1 exceto que as formulações para as resinas da matriz foram alteradas. As formulações são apresentadas na TABELA 6.EXAMPLE 5 [092] Additional representative prepregs (I-M) were also prepared, cured and tested in the same manner as in Example 1. The prepregs were the same as in Example 1 except that the formulations for the matrix resins were changed. The formulations are shown in TABLE 6.

TABELA 6TABLE 6

Componente (%p) Component (% p) I I J J K K L L M M GY281 GY281 24,80 24.80 24,80 24.80 24,80 24.80 24,80 24.80 26,19 26.19 MY0600 MY0600 28,03 28.03 28,03 28.03 28,03 28.03 28,03 28.03 29,60 29.60 PES 5003P PES 5003P 15,00 15.00 15,00 15.00 15,00 15.00 15,00 15.00 15,00 15.00 4,4-DDS 4,4-DDS 18,66 18.66 18,66 18.66 18,66 18.66 18,66 18.66 19,70 19.70 Orgasol 1002 DNAT1 Orgasol 1002 DNAT1 6,75 6.75 6,75 6.75 4,75 4.75 Orgasol 3502 Orgasol 3502 6,75 6.75 13,50 13.50 4,75 4.75 CG 199 Grau crescimento CG 199 Degree of growth 13,50 13.50 Orgasol 3801 DNAT1 Orgasol 3801 DNAT1 6,75 6.75

[093]Os prepregs curados foram submetidos aos mesmos procedimentos de teste como no Exemplo 1. Os resultados são apresentados na TABELA 7.[093] The cured prepregs were subjected to the same test procedures as in Example 1. The results are shown in TABLE 7.

Tabela 7Table 7

I I J J K K L L M M IPS (MPa) IPS (MPa) 97 97 103/116 103/116 100,2 100.2 70 70 117 117 IPM (GPa) IPM (GPa) 4,9 4.9 5,0/5,0 5.0 / 5.0 4,6 4.6 4,3 4.3 4,9 4.9 OHT (MPa) OHT (MPa) -- - 817/831 817/831 814 814 1070 1070 -- - OHC (MPa) OHC (MPa) 375 375 394/415 394/415 394 394 393 393 399 399 CAI (MPa) CAI (MPa) 326 326 296/340 296/340 308 308 243 243 333 333

[094]Os prepregs representativos acima (I-M) demonstram que diversos tipos e combinações de partículas de termoplásticos podem ser usados de acordo com a presente invenção para proporcionar aumentos adicionais em ambos resistência de tração e de tolerância a danos. É evidente que a utilização de Orgasol 3502 em combinação com Orgasol 1002 (prepregs J e M) proporciona um aumento em ambos a CAI e OHT do prepreg curado quando comparado ao prepreg do[094] The representative prepregs above (I-M) demonstrate that various types and combinations of thermoplastic particles can be used according to the present invention to provide additional increases in both tensile strength and damage tolerance. It is evident that the use of Orgasol 3502 in combination with Orgasol 1002 (prepregs J and M) provides an increase in both the CAI and OHT of the cured prepreg when compared to the prepreg of the

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28/2828/28

Exemplo 1, que utiliza Orgasol 1002 sozinho. Adicionalmente, a combinação de Orgasol 3502 com Orgasol 1002 produz valores mais elevados de CAI e OHT que quando Orgasol 3502 é usado sozinho, como no prepreg K.Example 1, which uses Orgasol 1002 alone. Additionally, the combination of Orgasol 3502 with Orgasol 1002 produces higher values of CAI and OHT than when Orgasol 3502 is used alone, as in prepreg K.

[095]O prepreg L mostra que a utilização de Orgasol CG 199 em lugar do Orgasol 1002 teve um inesperado efeito na OHT. Um alto valor de OHT (1070) foi registrado para o prepreg curado. Entretanto, o valor de CAI (243) foi relativamente baixo devido ao peso molecular de partícula mais baixo.[095] Prepreg L shows that the use of Orgasol CG 199 in place of Orgasol 1002 had an unexpected effect on OHT. A high OHT value (1070) was recorded for the cured prepreg. However, the CAI value (243) was relatively low due to the lower particle molecular weight.

[096]De acordo com a presente invenção, a quantidade de epóxi polifuncional meta-substituído, juntamente com outros ingredientes necessários, deve ser suficiente para proporcionar prepreg curado que possua IPS de pelo menos 70 MPa; e IPM de pelo menos 4,6 GPa; OHC de pelo menos 360 MPa; OHT de pelo menos 790 MPa e CAI de pelo menos 260 MPa como medido de acordo com os procedimentos padrões de teste apresentados no Exemplo 1.[096] According to the present invention, the amount of meta-substituted polyfunctional epoxy, together with other necessary ingredients, should be sufficient to provide cured prepreg that has an IPS of at least 70 MPa; and IPM of at least 4.6 GPa; OHC of at least 360 MPa; OHT of at least 790 MPa and CAI of at least 260 MPa as measured according to the standard test procedures presented in Example 1.

[097]Tendo assim descrito as modalidades representativas da presente invenção, deverá ser notado por aqueles usualmente versados na técnica que as revelações apresentadas são apenas representativas e que diversas outras alternativas, adaptações e modificações podem ser feitas no escopo da presente invenção. Por conseguinte, a presente invenção não está limitada às modalidades acima descritas, mas está somente limitada pelas reivindicações apresentadas adiante.[097] Having thus described the representative modalities of the present invention, it should be noted by those usually skilled in the art that the disclosures presented are only representative and that several other alternatives, adaptations and modifications can be made within the scope of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the modalities described above, but is only limited by the claims presented below.

Petição 870180031805, de 19/04/2018, pág. 37/42Petition 870180031805, of 04/19/2018, p. 37/42

1/41/4

Claims (20)

REIVINDICAÇÕES 1. Material compósito pré-impregnado, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:1. Pre-impregnated composite material, CHARACTERIZED by the fact that it comprises: A) fibras de reforço; eA) reinforcement fibers; and B) uma matriz compreendendo:B) a matrix comprising: a) uma resina epóxi difuncional;a) a difunctional epoxy resin; b) uma resina epóxi aromática multifuncional com uma funcionalidade maior que dois, a referida resina epóxi aromática multifuncional possuindo pelo menos um grupo fenila que está meta-substituído;b) a multifunctional aromatic epoxy resin with a functionality greater than two, said multifunctional aromatic epoxy resin having at least one phenyl group that is meta-substituted; c) partículas insolúveis termoplásticas;c) insoluble thermoplastic particles; d) um agente de endurecimento termoplástico; ed) a thermoplastic curing agent; and e) um agente de cura, em que “partículas insolúveis termoplásticas” significam um material termoplástico que está em uma forma de pó, forma atomizada ou forma de partícula e que permanece substancialmente na forma particulada na matriz da resina pré-impregnada antes da cura, e em que o pré-impregnado é coberto em ambos os lados com uma película protetora.e) a curing agent, in which “insoluble thermoplastic particles” means a thermoplastic material that is in a powder form, atomized form or particle form and that remains substantially in particulate form in the pre-impregnated resin matrix before curing, and where the prepreg is covered on both sides with a protective film. 2. Material compósito pré-impregnado, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a quantidade da referida matriz no referido material compósito pré-impregnado está entre 25 por cento em peso e 45 por cento em peso.2. Pre-impregnated composite material according to claim 1, CHARACTERIZED by the fact that the amount of said matrix in said pre-impregnated composite material is between 25 weight percent and 45 weight percent. 3. Material compósito pré-impregnado, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que as referidas fibras de reforço são selecionadas a partir do grupo que consiste em vidro, carbono e aramida.3. Pre-impregnated composite material, according to claim 1, CHARACTERIZED by the fact that said reinforcement fibers are selected from the group consisting of glass, carbon and aramid. 4. Material compósito pré-impregnado, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que as referidas fibras de reforço estão na forma de tecedura de tecido, fibras unidirecionais, fibras orientadas randomicamente ou fita de fibra unidirecional quase-isotrópica picotada.4. Pre-impregnated composite material according to claim 2, CHARACTERIZED by the fact that said reinforcement fibers are in the form of weaving fabric, unidirectional fibers, randomly oriented fibers or perforated quasi-isotropic unidirectional fiber tape. 5. Material compósito pré-impregnado, de acordo com a reivindicação 1,5. Pre-impregnated composite material according to claim 1, Petição 870180031805, de 19/04/2018, pág. 38/42Petition 870180031805, of 04/19/2018, p. 38/42 2/42/4 CARACTERIZADO pelo fato de que a referida resina epóxi difuncional é selecionada a partir do grupo que consiste em éter diglicidílico do bisfenol F, éter diglicidílico do bisfenol A, diglicidil diidróxi naftaleno e combinações dos mesmos.CHARACTERIZED by the fact that the said difunctional epoxy resin is selected from the group consisting of diglycidyl ether of bisphenol F, diglycidyl ether of bisphenol A, diglycidyl dihydroxy naphthalene and combinations thereof. 6. Material compósito pré-impregnado, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a referida resina epóxi aromática multifuncional é selecionada a partir do grupo que consiste em triglicidil meta-aminofenol e N,N,N',N'-tetraglicidil-m-xilenodiamina.6. Pre-impregnated composite material, according to claim 1, CHARACTERIZED by the fact that said multifunctional aromatic epoxy resin is selected from the group consisting of triglycidyl meta-aminophenol and N, N, N ', N'- tetraglycidyl-m-xylenediamine. 7. Material compósito pré-impregnado, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que as referidas partículas termoplásticas consistem essencialmente em poliamida.7. Pre-impregnated composite material according to claim 1, CHARACTERIZED by the fact that said thermoplastic particles consist essentially of polyamide. 8. Material compósito pré-impregnado, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido agente de endurecimento é selecionado a partir do grupo que consiste em poliéter sulfona, poliéter étersulfona, polifenil sulfona, polisulfona, poliimida, polieterimida, aramida, poliéster, policetona, polieteretercetona, poliuretano, poliuréia, poliariléter, poliarilsulfeto, policarbonato e óxido de polifenileno.8. Pre-impregnated composite material, according to claim 1, CHARACTERIZED by the fact that said hardening agent is selected from the group consisting of polyether sulfone, polyether ether sulfone, polyphenyl sulfone, polysulfone, polyimide, polyetherimide, aramid , polyester, polyketone, polyetheretherketone, polyurethane, polyurea, polyarylether, polyarylsulfide, polycarbonate and polyphenylene oxide. 9. Material compósito pré-impregnado, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido agente de cura é uma amina aromática.9. Pre-impregnated composite material according to claim 1, CHARACTERIZED by the fact that said curing agent is an aromatic amine. 10. Material compósito pré-impregnado, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a referida matriz compreende:10. Pre-impregnated composite material, according to claim 1, CHARACTERIZED by the fact that said matrix comprises: 22 a 28 por cento em peso da referida resina epóxi difuncional;22 to 28 weight percent of said difunctional epoxy resin; 25 a 30 por cento em peso da referida resina epóxi aromática multifuncional;25 to 30 weight percent of said multifunctional aromatic epoxy resin; 10 a 15 por cento em peso das referidas partículas insolúveis termoplásticas;10 to 15 weight percent of said thermoplastic insoluble particles; 13 a 17 por cento em peso do referido agente de endurecimento termoplástico; e13 to 17 weight percent of said thermoplastic curing agent; and 15 a 17 por cento em peso do referido agente de cura.15 to 17 weight percent of said curing agent. 11. Material compósito pré-impregnado, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que a referida resina epóxi multifuncional é triglicidil11. Pre-impregnated composite material according to claim 10, CHARACTERIZED by the fact that said multifunctional epoxy resin is triglycidyl Petição 870180031805, de 19/04/2018, pág. 39/42Petition 870180031805, of 04/19/2018, p. 39/42 3/4 meta-aminofenol.3/4 meta-aminophenol. 12. Material compósito pré-impregnado, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que a referida resina epóxi difuncional é éter diglicidílico do bisfenol F.12. Pre-impregnated composite material according to claim 11, CHARACTERIZED by the fact that said difunctional epoxy resin is bisphenol F diglycidyl ether. 13. Material compósito pré-impregnado, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que as referidas partículas insolúveis termoplásticas consistem essencialmente em poliamida.13. Pre-impregnated composite material according to claim 12, CHARACTERIZED by the fact that said thermoplastic insoluble particles consist essentially of polyamide. 14. Material compósito pré-impregnado, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido agente de endurecimento termoplástico é poliéter sulfona.14. Pre-impregnated composite material according to claim 13, CHARACTERIZED by the fact that said thermoplastic hardening agent is polyether sulfone. 15. Material compósito pré-impregnado, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido agente de cura é 4,4diaminodifenilsulfona.15. Pre-impregnated composite material according to claim 14, CHARACTERIZED by the fact that said curing agent is 4,4 diaminodiphenylsulfone. 16. Material compósito pré-impregnado, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de que as referidas partículas poliamida compreendem ambas partículas poliamida de baixo ponto de fusão tendo uma temperatura de fusão inferior à temperatura de cura do material compósito pré-impregnado e partículas poliamida de alto ponto de fusão tendo uma temperatura de fusão acima da temperatura de cura do material compósito pré-impregnado.16. Pre-impregnated composite material according to claim 13, CHARACTERIZED by the fact that said polyamide particles both comprise low melting polyamide particles having a melting temperature below the curing temperature of the pre-impregnated composite material and high-melting polyamide particles having a melting temperature above the curing temperature of the pre-impregnated composite material. 17. Material compósito pré-impregnado, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que a referida matriz compreende:17. Pre-impregnated composite material, according to claim 15, CHARACTERIZED by the fact that said matrix comprises: 22 a 28 por cento em peso de éter diglicidílico do bisfenol F;22 to 28 weight percent bisphenol F diglycidyl ether; 25 a 30 por cento em peso de triglicidil meta-aminofenol;25 to 30 weight percent triglycidyl meta-aminophenol; 10 a 15 por cento em peso de partículas poliamida;10 to 15 weight percent polyamide particles; 13 a 17 por cento em peso de poliéter sulfona; e13 to 17 weight percent polyether sulfone; and 15 a 17 por cento em peso de 4,4- diaminodifenilsulfona.15 to 17 weight percent of 4,4-diaminodiphenylsulfone. 18. Parte do compósito que compreende um material compósito préimpregnado como definido na reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a referida matriz foi curada.18. Part of the composite comprising a pre-impregnated composite material as defined in claim 1, CHARACTERIZED by the fact that said matrix has been cured. Petição 870180031805, de 19/04/2018, pág. 40/42Petition 870180031805, of 04/19/2018, p. 40/42 4/44/4 19. Método para produzir um material compósito pré-impregnado, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende as etapas de:19. Method for producing a pre-impregnated composite material, CHARACTERIZED by the fact that it comprises the steps of: A) fornecer uma fibra de reforço; eA) provide a reinforcement fiber; and B) impregnar a referida fibra de reforço com uma matriz em que a referida matriz compreende:B) impregnating said reinforcement fiber with a matrix in which said matrix comprises: a) uma resina epóxi difuncional;a) a difunctional epoxy resin; b) uma resina epóxi aromática multifuncional com uma funcionalidade maior que dois, a referida resina epóxi aromática multifuncional possuindo pelo menos um grupo fenila que está meta-substituído;b) a multifunctional aromatic epoxy resin with a functionality greater than two, said multifunctional aromatic epoxy resin having at least one phenyl group that is meta-substituted; c) partículas insolúveis termoplásticas;c) insoluble thermoplastic particles; d) um agente de endurecimento termoplástico; ed) a thermoplastic curing agent; and e) um agente de cura;e) a curing agent; em que “partículas insolúveis termoplásticas” significam um material termoplástico que está em uma forma de pó, forma atomizada ou forma de partícula e que permanece substancialmente na forma particulada na matriz da resina pré-impregnada antes da cura, e em que o pré-impregnado é coberto em ambos os lados com uma película protetora.where "insoluble thermoplastic particles" means a thermoplastic material that is in a powder form, atomized form or particle form and that remains substantially in particulate form in the pre-impregnated resin matrix before curing, and in which the pre-impregnated it is covered on both sides with a protective film. 20. Método para produzir uma parte de compósito, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende a etapa de curar um material compósito pré-impregnado como definido na reivindicação 1.20. Method for producing a composite part, CHARACTERIZED by the fact that it comprises the step of curing a pre-impregnated composite material as defined in claim 1. Petição 870180031805, de 19/04/2018, pág. 41/42Petition 870180031805, of 04/19/2018, p. 41/42
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